| Project/Area Number |
19K05988
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39020:Crop production science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 干ばつ抵抗性 / 穂光合成 / コムギ / 光合成 / 4倍体 / 穂 / 遺伝資源 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，携帯型CO2ガス交換測定チャンバーを新たに作成して，遮光実験ではなく，圃場において穂のCO2収支を測定する．これにより穂の光合成を直接測定して，
i）干ばつ条件下において光を受けている穂の光合成が，潅水した通常栽培環境と比べてどの程度低下するのか？そして，
ii）その低下程度にはコムギ系統間で差異が認められるのか？について調査する．
コムギの穂での光合成を直接測定することにより，干ばつ環境下においても，穂の光合成を高く維持できるコムギ系統を新規に特定できる．そして，本研究より得られる新知見や新しい有望なコムギ遺伝資源は，今後のコムギの干ばつ抵抗性改善育種への利用が期待できる．
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| Outline of Final Research Achievements |
To improve the drought tolerance of wheat, the mechanisms of ear photosynthetic ability under drought were investigated. Drought enhanced the relative importance of the ear photosynthesis for the grain yield as a photosynthetic source, and the contribution rate was about 20%, although there was significant G x E interaction. Under decline in leaf photosynthesis due to drought stress the ear photosynthesis could work as a compensatory function. It may be possible that not only atmospheric CO2 but also CO2 from the of grains respiration was considered as the potential CO2 source for ear photosynthesis. It was absorbed from the stomata inside the palea so that the ear could maintain photosynthesis. These could be considered a mechanism by which the ears could maintain relatively high photosynthesis even if the stomata were closed to avoid plant dehydration under drought environments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により，食用コムギであるパンコムギ（6倍体）およびマカロニコムギ（4倍体）のいずれの種においても，穂の光合成は干ばつ下の子実収量に大きく貢献する事が示された．また干ばつ下における穂光合成メカニズムおよび葉光合成との関係性を示唆する事ができた．これらの知見により，穂の光合成を通じてコムギの干ばつ抵抗性をさらに改善されることが大いに期待できる．これは，世界の食糧問題に資する上で大きな社会的意義がある．
また，本研究で作成した穂光合成を直接評価可能なチャンバーにより，穂光合成能力の評価をより詳細に行う事が可能となった．これは，今後の穂光合成の研究を進めるうえで非常に大きな学術的意義がある．
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