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

基本信息

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

项目摘要

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。

为了阐明使用大米中的碳源，尤其是在茎中的碳源，并提高其固定能力，分析了茎中涉及氮固定的代谢产物的机理。在两个水平的氮气中，在稻田中培养了三种具有不同ARA（乙炔还原活性）的品种和菌株，并收集了茎，然后进行了代谢组分分析。根据代谢物浓度与从代谢组分析获得的ARA之间的关系估算了参与氮固定的代谢产物。结果，蔗糖等糖与ARA最相关。为了进一步验证效果，我们通过将这些底物添加到新鲜的茎样品中来研究了ARA的增强作用。结果，观察到糖促进ARA。此外，我们不一定会看到此时发生的二氧化碳和CH4之间的关系。这表明，底物分解过程中固氮碳利用的效率取决于基板，环境，多样性和其他因素。此外，为了阐明具有高氮固定特性的非洲大米（O. glaberrima）品种的遗传因素，在该领域中培养了两组非洲大米/亚洲水稻（O. at sativa）品种的染色体碎片替代系统，并在该领域培养了QTL区域，并通过对茎生固定能力进行了评估。结果，结果表明，在多个染色体区域可能存在参与提高氮固定能力的QTL。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
作物生産と土づくり
影响因子：
0
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
通讯作者：
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

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近藤始彦其他文献

根圏カリウム濃度の偏りがイネのセシウム吸収に及ぼす影響の解析

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DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
石川淳子;藤村恵人;後藤明俊;村井麻理;近藤始彦;羽田野麻理・松波麻耶・林秀洋・冨永陽子・石川淳子・藤村恵人・戸上和樹・三浦憲蔵・近藤始彦;近藤始彦・草佳那子・石川哲也・箭田佐衣子・石川淳子;石川淳子・藤村恵人・近藤始彦
通讯作者：
石川淳子・藤村恵人・近藤始彦

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发表时间：
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通讯作者：
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DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
石川淳子;藤村恵人;後藤明俊;村井麻理;近藤始彦;羽田野麻理・松波麻耶・林秀洋・冨永陽子・石川淳子・藤村恵人・戸上和樹・三浦憲蔵・近藤始彦;近藤始彦・草佳那子・石川哲也・箭田佐衣子・石川淳子;石川淳子・藤村恵人・近藤始彦;宇賀優作
通讯作者：
宇賀優作