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Effects of environmental conditions in snowy regions on ear morphogenesis in wheat and barley

Research Project

Project/Area Number 20K06005
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39020:Crop production science-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

Shimazaki Yumi  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 主任研究員 (80414770)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池永 幸子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 主任研究員 (10546914)
関 昌子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 上級研究員 (50414636)
下田 星児  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 上級研究員 (80425587)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsコムギ / オオムギ / 幼穂生長 / 幼穂分化 / 小穂数 / 地温 / 気温 / 発育予測 / 寒冷地 / 幼穂 / 穂形態 / 積雪地 / 分化小穂数
Outline of Research at the Start

冬作物であるムギ類は、積雪地では積雪前あるいは融雪直後に小穂の分化が開始する。ムギ類の穂の形態は遺伝子型や環境によって異なるが、冬期間の環境条件がどのように穂の形態に影響しているかは不明である。積雪のない条件では、コムギ、オオムギともに穂の形態にかかわる要素である分化小穂数が、小穂分化期間の長さや栄養状態の影響を受けるとの報告がある。そこで本研究では、冬期間の環境が異なる3地域において、幼穂分化に関与すると考えられる遺伝子型や積雪期間中を含む冬期間の環境条件と、分化小穂数に着目し、環境条件と小穂分化期間の長さ、小穂分化期間の窒素含有率や非構造性炭水化物(NSC)含有率との関係を検証する。

Outline of Final Research Achievements

The growing period of winter cereals (wheat and barley) is accompanied by a period of snow cover, and it is inferred that it is greatly affected by changes in the snow cover period due to global warming. The objective of this study was to elucidate the effects of environmental conditions during winter on the yield (ear morphology) of winter cereals through the morphogenesis of ears. Wheat and barley cultivars with different genotypes for ear differentiation were grown at three sites with different environmental conditions during winter, and the number of differentiated spiklets was analyzed. The results showed that the use of soil temperature data was more promising than air temperature for estimating the growth of young ears of wheat and barley in snowy regions, and that the number of differentiated spiklets was affected by fluctuations in soil temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

北海道をはじめとする寒冷地におけるムギ類の生育期間には積雪期間があり、温暖化や異常気象が問題となる中で作物の安定生産を実現するためには積雪期間中のムギ類の発育予測の精度を高める必要がある。本研究では、積雪地域におけるムギ類の幼穂生長を推定には気温より地温データの利用が有望であることを示すことができた。この結果を用いて今後積雪地域のムギ類の生育予測の精度が向上することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 積雪の有無がオオムギの幼穂生長に及ぼす影響について―積雪年と無積雪年の比較から―2023

    • Author(s)
      島崎由美・関昌子
    • Journal Title

      北陸作物・育種研究

      Volume: 58 Pages: 4-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Survey Standard of Development in Wheat and Barley2022

    • Author(s)
      松山宏美・島崎由美・福嶌陽・渡邊和洋
    • Journal Title

      Japanese Journal of Crop Science

      Volume: 91 Issue: 1 Pages: 76-87

    • DOI

      10.1626/jcs.91.76

    • NAID

      40022820661

    • ISSN
      0011-1848, 1349-0990
    • Year and Date
      2022-01-05
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 積雪地で栽培したオオムギの積算気温による発育予測の検討2022

    • Author(s)
      島崎由美・関昌子・下田星児
    • Journal Title

      北陸作物学会報

      Volume: 57 Pages: 23-28

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 寒冷地における小麦の穂の諸形質の栽培地および品種間比較2021

    • Author(s)
      池永幸子 島﨑由美 関昌子 伊藤裕之 中丸観子 髙山敏之 谷口義則
    • Journal Title

      日本作物学会紀事

      Volume: 90

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 北日本の冬季地温の変化が麦類の生育ステージに与える影響2023

    • Author(s)
      下田星児・島崎由美・池永幸子・中嶋美幸・関昌子
    • Organizer
      日本作物学会第255回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 積雪地域における麦類の幼穂生長と越冬環境について2022

    • Author(s)
      島崎 由美・池永 幸子・関 昌子
    • Organizer
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 麦類の多様な越冬環境2022

    • Author(s)
      下田星児・中嶋美幸
    • Organizer
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 積雪地で栽培したオオムギの積算気温による発育予測の検討2021

    • Author(s)
      島崎由美・関昌子・下田星児
    • Organizer
      北陸作物学会第58回講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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