Physiological and microbial analysis on endophytic N fixation in rice stem and its improvement

イネの体内特に茎部の炭素源を利用したエンドフィティック窒素固定システムのメカニズムの解明と固定能の向上のため、茎部の窒素固定に関与する代謝産物を解析した。ＡＲＡ（アセチレン還元活性）が異なる３品種・系統について２段階の窒素レベルで水田で栽培し、茎部を採取した後メタボローム解析を行った。メタボローム解析から得られた代謝産物濃度とARAの関係から窒素固定に関与している代謝産物を推定した。その結果、スクロースなどの糖類がもっともＡＲＡと相関が高かった。さらにその影響を検証するために、新鮮茎部サンプルにこれらの基質の添加してＡＲＡの促進効果を調査した。その結果糖類によるＡＲＡの促進を観察した。またその際に発生するCO2やCH4とＡＲＡの間には必ずしも関係は見らなかった。このことは基質の分解に伴う窒素固定の炭素の利用効率は基質や環境、品種その他の要因で変動することが推察された。さらに窒素固定化性の高かったアフリカイネ(O.glaberrima)品種の遺伝要因を明らかにするためにアフリカイネ/アジアイネ(O.sativa)品種の２組の染色体断片置換系を圃場栽培し、ＡＲＡで評価した茎部窒素固定能力に関与するＱＴＬ領域の推定を行った。その結果複数の染色体領域に窒素固定能の向上関与するQTLが存在する可能性を示した。

イネの体内特に茎部の炭素源を利用したエンドフィティック窒素固定システムのメカニズムの解明と固定能の向上のため、茎部の窒素固定に関与する代謝産物を解析した。ＡＲＡ（アセチレン還元活性）が異なる３品種・系統について２段階の窒素レベルで水田で栽培し、茎部を採取した後メタボローム解析を行った。メタボローム解析から得られた代謝産物濃度とARAの関係から窒素固定に関与している代謝産物を推定した。その結果、スクロースなどの糖類がもっともＡＲＡと相関が高かった。さらにその影響を検証するために、新鮮茎部サンプルにこれらの基質の添加してＡＲＡの促進効果を調査した。その結果糖類によるＡＲＡの促進を観察した。またその際に発生するCO2やCH4とＡＲＡの間には必ずしも関係は見らなかった。このことは基質の分解に伴う窒素固定の炭素の利用効率は基質や環境、品種その他の要因で変動することが推察された。さらに窒素固定化性の高かったアフリカイネ(O.glaberrima)品種の遺伝要因を明らかにするためにアフリカイネ/アジアイネ(O.sativa)品種の２組の染色体断片置換系を圃場栽培し、ＡＲＡで評価した茎部窒素固定能力に関与するＱＴＬ領域の推定を行った。その結果複数の染色体領域に窒素固定能の向上関与するQTLが存在する可能性を示した。