富栄養化とＰ栄養塩：そのサステイナブル管理のための生態学的戦略

富营养化和磷营养物：可持续管理的生态策略

基本信息

批准号：
14F03908
负责人：
沖陽子
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F03908/
关键词：
ﾘﾝ利用効率ﾘﾝ欠乏耐性小麦品種ﾘﾝ高感受性小麦品種溶解性ﾘﾝ供給源ﾘﾝ欠乏条件下ﾘﾝ過剰条件下バイオマスヘドロリン利用効率リン欠乏耐性小麦品種リン高感受性小麦品種溶解性リン供給源リン欠乏条件下リン過剰条件下水生シダ植物Azolla

项目摘要

ﾘﾝは土壌中に蓄積されており、植物の根によって吸収され取り込まれるが、土壌中で吸着されたﾘﾝ酸ｲｵﾝは、植物による利用率が低い。しかし、植物根は有機酸を分泌し、ﾘﾝ酸を吸収する能力を持つ。この現象と仕組みを、少ないﾘﾝ酸ｲｵﾝを的確に植物体内で有効化する作物品種を用いて明らかにし、その特性を持続的な作物生産の維持管理に活用することが本研究の目的である。その目的を達成するために下記の研究を実施した。A.水域のﾘﾝ過剰条件下：河川並びに富栄養湖のﾍﾄﾞﾛを24地点から採集し、ﾍﾄﾞﾛの土性によりPの収着/非収着の動態が異なることを明らかにした。B.陸域のﾘﾝ過剰・欠乏条件下：選抜した特徴的な4品種を供試して、遅効性の可溶性PのP可溶化やP獲得を含めた根部介在ﾒｶﾆｽﾞﾑを誘引するPｽﾄﾚｽを証明した。さらに、生きた小麦個体の根を供試して、根圏の酸性化を誘引するPｽﾄﾚｽを感知すると共に遅効性の可溶性Pを供試して、根部分泌物の役割を解明した。すなわち、ﾘﾝ酸ｶﾙｼｳﾑ塩を寒天に混入し、根端付近の根圏酸性化と比較することにより、遅効性の可溶性Ca-Pの不可溶性に関するH+ｲｵﾝ流出の関与を確認し、H+ﾎﾟﾝﾌﾟやﾌﾟﾗｽﾞﾏ膜のH+ATPase活性の適応を相対評価した。また、PｽﾄﾚｽにおけるP再流動及びPi吸収に関するﾊﾟﾗﾒｰﾀを推定して植物体内のP再流動や再移行を誘引するP欠乏状況や栄養塩類枯渇状況を把握した。一方、ﾘﾝ過剰条件下においては、P隔離に関する相対能力を評価するﾓﾃﾞﾙに、既往の実験で得られた結果をｼﾐｭﾚｰﾄすることにより、Pの収着/非収着の動態を解明した。以上のP獲得とP利用効率の実験から、欠乏する溶解性P資源に応じた低濃度に対するP耐性/P利用効率の高い小麦品種が持続可能な作物生産を維持し、P過剰の富栄養化のリスクを解消することを提言した。

磷在土壤中积累，并被植物根部吸收和摄取，但土壤中吸附的磷酸根离子很少被植物利用。然而，植物根部分泌有机酸并具有吸收磷酸的能力。本研究的目的是利用能够准确激活植物体内少量磷酸根离子的作物品种来阐明这种现象和机制，并利用这些特性来维持和管理可持续作物生产。为了实现这一目的，我们进行了以下研究。 A.水体中磷含量过高的情况：我们从24个地点的河流和富营养化湖泊中收集了污泥，并阐明了磷吸附/非吸附的动态变化取决于污泥的土壤质地。 B. 陆地地区的磷过量/缺乏条件：测试了四个选定的特征品种，以证明磷胁迫可诱导根部介导的机制，包括缓慢作用的可溶性磷溶解和磷获取。此外，我们测试了活小麦植株的根部，以感知引起根际酸化的磷胁迫，并测试了缓慢作用的可溶性磷，以阐明根部分泌物的作用。换句话说，通过将磷酸钙盐混合到琼脂中，并比较根尖附近根际的酸化情况，可以确定慢效可溶性Ca-P是否我们证实了H+离子流出对溶解度的影响，并相对评估了H+泵和质膜的H+ ATPase活性的适应性。此外，我们还估算了磷胁迫下与磷再动员和磷吸收相关的参数，以了解导致植物体内磷再动员和再转移的磷缺乏状态和养分消耗状态。另一方面，在过量磷条件下，我们通过用评估磷封存相对能力的模型模拟先前实验中获得的结果，阐明了磷吸附/非吸附的动力学。从上述磷获取和磷利用效率的实验来看，根据可溶性磷资源的缺乏，具有高磷耐受性/低浓度磷利用效率的小麦品种可以维持作物的可持续生产，而高磷富营养化的小麦品种可以维持作物的可持续生产。建议消除风险

项目成果

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PH changes enhanced P-acquisition from sparingly soluble P-sources under P-stress Environment.

PH 变化增强了磷胁迫环境下从难溶性磷源中获取磷的能力。

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akhtar;M. S.;Oki;Y.;and Nakashima;Y.
通讯作者：
Y.

Estimation of P-sorption and desorption potential of soil sedimentary materials.

土壤沉积材料的 P 吸附和解吸潜力的估计。

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akhtar;M. S.;Oki;Y.;and Nakashima;Y.
通讯作者：
Y.

Phosphorus starvation induced variations in growth response, and P-acquisition and use efficiency from sparingly soluble P-sources by wheat cultivars.

磷饥饿导致小麦品种的生长反应、磷的获取和利用效率的变化。

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akhtar;M. S.;Oki;Y.;Adachi;T. and Nakashima;Y.
通讯作者：
Y.

Phosphorus stress induced variations in growth behavior and P-efficiency among Brassica cultivars grown with sparingly soluble P-sources.

磷胁迫导致使用微溶性磷源生长的芸苔属品种的生长行为和磷效率发生变化。

DOI：
10.1080/00103624.2014.919310
发表时间：
2014
期刊：
Communications in Soil Science and Plant Analysis
影响因子：
1.8
作者：
Akhtar;M. S.;Oki;Y.;Nishigaki;M.;Adachi;T.;Nakashima;Y.;Nakamoto;Y. and Hartwig;C.
通讯作者：
C.

Study on clogging prevention due to high ferrous concentrations in groundwater for open loop heat pump systems.

开环热泵系统地下水中高铁浓度引起的堵塞预防研究。