Utilization of functions by cluster root formation for sustainable crop production

利用簇根形成的功能实现可持续作物生产

• 批准号: 21H04717
• 负责人: 和崎 淳
• 金额: $ 26.87万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04717/
• 关键词: クラスター根; リン; 有機酸; 分泌; システムズ生物学; 根圏; ホスファターゼ; 低リン耐性

リン酸質肥料の資源は涸渇に瀕しており、持続的な作物生産にはその問題の解決が必要である。低リン耐性を有する一部の植物は、クラスター根とよばれる小根が密集した根を形成する能力がある。根の表面積を増やし、難利用性リンの吸収を強化するためにクラスター根が形成されると考えられているが、その形成能と難利用性リンの供給能の詳細は未解明である。本研究ではシステムズ生物学アプローチ解析によるクラスター根の形態形成の制御、爆発的な根分泌の誘導による難利用性リンからの供給能の解明に取り組む。2022年度に得た主な成果は以下の通りであるクラスター根形成種Hakea laurinaから同定したリンゴ酸トランスポーター候補のHlALMT1を高発現させたところ、リンゴ酸分泌が増加した。電気生理試験でもAlイオン存在下で輸送活性の向上が見られた。さらに、表皮細胞より内側の領域において発現量が多いことを示した。また、シロバナルーピン由来クエン酸トランスポーター候補のLaMATE6がクラスター根での難溶性リンの可溶化に寄与する可能性を示した。根箱を用いた試験により、シロバナルーピンの 特定根域における遺伝子発現と土壌元素動態の関係を明らかにした。また、有機酸分泌量の差異および発達段階に基づいてクラスター根を分離し、各試料についてRNA-seqを実施した。また、複数のヤマモガシ科植物の根分泌物のメタボローム解析を実施した。中国原産の外来樹木ナンキンハゼについて土壌中のNやPの吸収効率が高い可能性を示唆する結果を得た。ナンキンハゼが侵入した場所の土壌に加え、クラスター根形成種の根圏と根域土壌の微生物群集構造をアンプリコンシークエンスによる解析を進め、代謝変動について推定した。ソラマメに通常のリン濃度の５倍程度で亜リン酸を与えると、側根の発生数が顕著に増加すること、ホスファターゼの分泌が増加することが確認された。

It is necessary to solve the problem of crop production due to the shortage of resources of acidic fertilizers. Low リン tolerance をHave a するのplant は, クラスターroot とよばれるsmall roots がdensity したroot をform するabilities がある. The surface area of the root is increased, and the absorption of the difficult-to-use material is strengthened and the root is formed.ると考えられているが、その Formation Energy とDifficult Utilization リンのSupply Energy のDetails are not explained である. This study is based on the analysis of biological analysis and morphological formation of the root of the biological system. The root secretion of the root of the disease is induced and it is difficult to use the sex リンからのsupply energy to explain the secretion and take the group む. The results of the year 2022 are as follows: Hakea Laurina から同定したリンゴ acid トランスポーターsubstitute のHlALMT1 を高発appears させたところ, リンゴ acid secretion が Increase plus した. The electrophysiological test is carried out in the presence of Alcon.さらに, epidermal cells より inner side area において発current amount が多いことをshow した. LaMAT E6 がクラスターroot is a poorly soluble リンのsoluble message and the possibility of する is shown. Root box を use いた trial 験 により, シロバナルーピンの specific root domain における伝子発 appear and soil element dynamic の relationship を明らかにした.また, the difference in the amount of organic acid secretion was determined by the step-by-step separation method, and each sample was analyzed by RNA-seq.また, plural of のヤマモガシfamily plant root secretion のメタボロームanalytic を実时した. Exotic trees originating from China, such as おンキンハゼについて土壌中のNやP, the absorption efficiency is high, the possibility is high, the result is good, and the result is good.ナンキンハゼが invading the したplaceの土壌に加え, クラスターroot forming species のroot circle とroot domain soil 壌のmicrobial The cluster structure of the species was analyzed and the metabolic changes were estimated.ソラマメにNormal のリン concentration is 5 times higher than で亜リン acid を and えると, lateral root の発生 Numberが桕出に Increase and すること, ホスファターゼの secretion が Increase and することがconfirm された.

项目成果

アルミニウム集積植物メラストーマにおける FRD3 タイプ MATE のアルミニウム輸送への関与

FRD3型MATE参与积铝植物野牡丹中铝的运输

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂口 文香;丸山 隼人;佐々木 孝行;西田 翔;和崎 淳;信濃 卓郎;渡部 敏裕
• 通讯作者: 渡部 敏裕

アルミニウム集積植物メラストーマ（Melastoma malabathricum）の好アルミニウム性における鉄の関与

铁对积铝植物野牡丹亲铝性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: AYE MYAT MYAT PAING;Nobuhiko SHIGYO;Yoshihiko TSUMURA;Masahiro TAKAGI;Yoko HISAMOTO & Susumu GOTO;山口夢乃・渡部敏裕・信濃卓郎・丸山隼人
• 通讯作者: 山口夢乃・渡部敏裕・信濃卓郎・丸山隼人

日本産エビゴケBryoxiphium japonicum（エビゴケ科，蘚類）の系統的位置

日本Bryoxiphium japonicum（Bryoxiphium japonicum，Bryoxiphium 科）的系统发育位置

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田 大綱;佐々木 孝行;和崎 淳;AYE MYAT MYAT PAING ・Shufen CHEN ・Kyoko ARAKI ・Takaki AIHARA・Mitsuru HIROTA ・Yoshihiko TSUMURA ・Nobuhiro TOMARU ・Kousuke HOMMA ・Toshiya YOSHIDA ・Hajime KOBAYASHI ・Atsuhiro IIO ・Dai NAGAMATSU ・Masahiro TAKAGI ・Haruhiko TANEDA ・Yoko HISAMOTO ・Susumu ;弘松瑶希・井上侑哉・坪田博美
• 通讯作者: 弘松瑶希・井上侑哉・坪田博美

シロバナルーピンのクラスター根形成におけるエチレンの役

乙烯在白羽扇豆簇根形成中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田 大綱;西田 翔;和崎 淳
• 通讯作者: 和崎 淳

Uptake and utilization of phosphorus by cluster root forming woody plants grown in poor nutrient soils in western Japan.

日本西部贫瘠土壤中生长的丛生木本植物对磷的吸收和利用。

• 发表时间: 2022
• 作者: Wasaki;J.;Aihara;T.;Okamura;T.;Yamada;H.;Tsubota;H.
• 通讯作者: H.