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細胞メタボロミクス解析を用いたイネの高温不稔抑制メカニズムの解明

利用细胞代谢组学分析阐明抑制水稻高温不育的机制

基本信息

批准号：
20J01211
负责人：
畠山友翔
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01211/
关键词：
高温不稔窒素追肥メタボローム解析水稲

项目摘要

気温の上昇は、イネに高温不稔を引き起こし，収量を大きく低下させる要因となる．しかし，これまでの高温不稔抑制メカニズムの研究はその多くが葯レベルの解析にとどまっており，花粉と葯の現象を分離できていない．また近年，開花期の高温に強い耐性を持つとされ，高温不稔の研究に広く用いられてきた「N22」よりもさらに高い高温耐性を持つ水稲品種が選定された．そのため，今後はそれらの品種を用いる事で，高温不稔の発生，抑制メカニズムの解明がより進展すると期待される．本研究では，開花期高温に強い水稲品種「N22」と高温に弱い「ヒノヒカリ」に加え，「N22」以上の高温耐性を持つ水稲品種「Kalheenati」および「宝満神田稲」を供試材料とし，開花直前の花粉粒および柱頭細胞を対象にピコリットル・プレッシャープローブ・エレクトロスプレーイオン化質量分析法（picoPPESI-MS）によって代謝産物分析を行った．その結果，糖，有機酸，アミノ酸，脂質等200ほどの代謝産物を1細胞レベルで検出，同定する事に成功した．またそれらの代謝産物の中で，高温耐性に関与すると思われる代謝産物をいくつか見出した．さらに，高温不稔を抑制する栽培技術の開発を目指し，圃場で育成したイネを用い，窒素追肥時期の違いが高温不稔発生に与える影響を調査した．その結果，追肥によって高温不稔が抑制されること，出穂10日および20日前の追肥が特に有効であることが示唆された．これらの知見から，窒素追肥による高温不稔抑制技術の開発が期待される．

The reason why the temperature rises and the temperature does not rise due to the high temperature is not high, and the yield is large and the yield is low due to the reason.しかし, これまでのHigh temperature non-inhibitory メカニズムの research はその多くが药レベルのANALYSISにとどまっており, pollen and medicineのphenomenonをseparationできていない. In recent years, the research on the resistance to high temperature during the flowering period has been carried out, and the research on the resistance to high temperature has been carried outられてきた「N22」よりもさらにHigh いHigh temperature resistance をhold つ水稲 varieties がSelected された．そのため, in the future, はそれらの varieties will be used いる事で, high temperature will not cause irritation, and suppression of メカニズムの见がより progress will be expected される. In this study, the water rice variety "N22" with high temperature resistance during the flowering period and the water rice variety "Ka" with high temperature resistance and weak resistance during the flowering period are selected, and the water rice variety "Ka" with high temperature tolerance and above "N22" lheenati"および"宝満Kanda粲"をtest materialとし, pollen grains directly before flowering, stigma cells, and elephants,リットル・プレッシャープローブ・エレクトロスプレーイオン mass spectrometry (picoPPESI-MS) によってMetabolite analysis を行った. As a result, sugar, organic acids, amino acids, lipids, etc. 200 metabolites of ほどのを1 cells are released, and the same thing is determined successfully.またそれらの中で, high temperature tolerance and すると思われる metabolite をいくつか见出した.さらに, high temperature does not suppress the growth of cultivation technology, the use of nursery cultivation, and the investigation of the influence of high temperature and nutrient during the top dressing period.そのThe result is that the top dressing is effective because the high temperature is not suppressed and the top dressing is effective 10 days ago.これらの知见から, suffocating element top dressing による high temperature non-restraint technology の开発がlook forward to される．

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effects of growth temperature and nitrogen nutrition on expression of C3-C4 intermediate traits in Chenopodium album

生长温度和氮素营养对藜C3-C4中间性状表达的影响

DOI：
10.1007/s10265-021-01346-9
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Plant Research
影响因子：
2.8
作者：
Jemin Oono;Yuto Hatakeyama;Takayuki Yabiku;Osamu Ueno
通讯作者：
Osamu Ueno

Morphological characteristics of mealy and translucent endosperm cells of naked barley (Hordeum vulgare var. nudum) during the ripening stage

裸大麦（Hordeum vulgare var. nudum）成熟阶段粉状和半透明胚乳细胞的形态特征

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuto Hatakeyama;Ryo Kotani;Yukina Sakamoto;Kosuke Haraguchi;Nana Matsui and Takuya Araki
通讯作者：
Nana Matsui and Takuya Araki

Metabolic coordination of rice seed development to nighttime warming: In-situ determination of cellular redox states using picolitre pressure-probe electrospray-ionization mass spectrometry