Biological nitrification inhibition (BNI) activity in wild-wheat (Leymus racemosus), and its chemical and genetical characterizations

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25292039
• Research Institution: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• Principal Investigator: SUBBARAO Guntur 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (00442723)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻本 壽 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (50183075) ; 安藤 康雄 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, プロジェクトリーダー (80353548) ; 中原 和彦 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, プロジェクトリーダー (90241778)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 生物的硝化抑制 / 窒素肥料利用効率 / 気候変動 / 亜酸化窒素

Outline of Annual Research Achievements

水耕栽培のオオハマニンニク（Leymus racemosus）の根からの浸出液を収集し、その中からの生物的硝化抑制（BNI）物質の精製を進めたが、BNI物質の分泌の不安定さと濃縮時の夾雑物の影響により精製を最後まで完了することができなかった。そこで、根の凍結乾燥物からの直接メタノール抽出物中について硝化抑制活性を検討したところ活性を確認することができたので、精製条件の予備検討を行った。根からの直接抽出のほうが、多くのBNI物質の存在が示唆され、精製はより容易であると考えられた。
オオハマニンニクの染色体Lr-Nの断片を品種Chinese springに置換した系統の硝化抑制活性を測定した。オオハマニンニクの染色体の検出に適応可能なマーカー開発をさらに進めた。土壌へのオオハマニンニクの根の添加が硝化菌に及ぼす影響を調べた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

オオハマニンニクの根の浸出液から硝化抑制物質の精製を進めたが、その分泌の不安定性と夾雑物の影響で精製を途中で中断せざるをえなかった。そこで、根組織からの直接抽出物について予備的に精製条件の検討を進めたが、こちらのほうがより安定して精製が可能であることがわかった。オオハマニンニクの生物的硝化抑制形質の遺伝的解析に関しては、オオハマニンニクの染色体の断片で置換したコムギについて硝化抑制活性を測定し、活性が維持されていることを確認でき，またマーカ開発についても順調に進展できた。以上のように、平成26年度に達成すべき事項をほぼクリアできている。

Strategy for Future Research Activity

前年度に得られた結果を基に、平成27年度は以下の研究を実施する。BNI物質の精製に向けてオオハマニンニクの根組織からの直接抽出物についてバイオアッセイを指標として精製を進め、BNI物質の化学構造決定を試みる。オオハマニンニクの染色体Lr-Nの断片をコムギ実験用品種Chinese springや実用品種に導入した系統について、根系システムを用いて各系統のBNI活性を評価する。オオハマニンニク染色体の置換を検出するための遺伝マーカーの選定と適応性を調べるとともに、オオハマニンニクの根域土壌での硝化菌の動態を解析する。

Causes of Carryover

オオハマニンニクの根の浸出液からの精製を中断したことから、精製後半で必要となる資材・試薬の購入が当初の予定より少なくなったことから，支出額が減少し，結果として次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

一部を人件費・謝金として使用し，残りは精製用試薬を購入する。