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

水稻茎秆内生固氮的生理和微生物分析及其改良

• 批准号: 22H02324
• 负责人: 近藤 始彦
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02324/
• 关键词: イネ; 窒素固定; エンドファイト; 炭水化物; 品種

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。

In vivo, carbon sources in the stem of the plant are utilized for the determination of metabolites related to the fixation of hormones. ARA (Asakichi Reductive Activity) is a three-species system that combines two stages of cultivation in paddy fields and analysis of the stem after harvesting. The relationship between metabolite concentration and ARA was analyzed. The relationship between metabolite concentration and ARA was estimated. The result is that the sugar content is high. To investigate the effect of ARA on the growth of plants and their growth. The results of ARA promotion were observed. The relationship between CO2 and CH4 and ARA must be observed. The efficiency of carbon utilization due to substrate decomposition and fixation is investigated in terms of substrate, environment, species and other factors. Two sets of chromosome fragment substitution lines of O. sativa cultivars were identified as the main genetic factors for high hormone fixation ability in stems. The results indicate the possibility of QTL existence in multiple chromosomal domains with fixed energy.

项目成果

N-Fixation by Free-Living and Endophytic Bacteria and Their Impact on Field Crops with Emphasis on Rice

自由生活和内生细菌的固氮及其对大田作物（重点是水稻）的影响

• DOI: 10.1007/978-981-19-4906-7_16
• 发表时间: 2022
• 期刊: Nitrogen Fixing Bacteria: Sustainable Growth of Non-legumes
• 作者: Kondo Motohiko;Shinjo Rina;Okamoto Takanori
• 通讯作者: Okamoto Takanori

イネのエンドファイトと窒素固定

水稻内生菌与固氮

• 发表时间: 2022
• 期刊: 作物生産と土づくり
• 作者: 近藤始彦・岡本卓哲・堀田幸奈・新庄莉奈・荒井（三王）裕見子・八木岡敦