登熟優先度調節系からのアプローチによるイネの高登熟、安定多収栽培の試み

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07566
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中村 貞二 東北大学, 農学研究科, 助手 (70155844)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2021-03-31
• Keywords: イネ / 穎果 / 登熟 / 品質 / 登熟優先度

Outline of Annual Research Achievements

イネには登熟優先度調節系が存在し、低source/sink比下では優先度が低い弱勢な穎果の初期成長が遅延、そして胚乳細胞数の減少と乾物蓄積期の胚乳におけるデンプン合成能力の低下により登熟・品質が悪化すること、また弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくく、穂内の穎果が一斉に登熟する登熟優先度調節が弱いイネの方が強いイネよりも高登熟・高品質であることがポット実験により明らかにされている。そこで、本研究では、ポットではなく圃場レベルで登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような栽培の構築を目指す。そのために、本年度は主に圃場における登熟優先度調節の強さを評価する方法を予備的に検討した。
一般普及品種で登熟優先度が強い（ポット実験で判定）「ひとめぼれ」を用い、本学の圃場で標準栽培した。出穂期から寒冷紗により50％の光を削減する遮光区を設けた。遮光を開始した日に出穂した穂にラベルし、登熟初期に当たる出穂後15日の穂を切り取り、50%エタノールで固定した。水洗後、野菜水切り器を用いて脱水し、透視法により各穂上位置における各穎果の初期成長程度を調査した。そして籾殻の先端に穎果が達した段階（Stage T）に達していない穎果の比率を求めたところ、遮光区は対照区よりも小さい値を示したことから、遮光区の対照区に対する比率を登熟優先度の強さを示す指標としスコア化できる可能性が示唆された。しかし、栽植密度など栽培法の影響を見るためには、出穂後に周りの株を間引いた孤立株を対照区とするのが良いと考えられた。また、遮光区は登熟中期に倒伏したために登熟特性を比較することができなかったので、遮光程度の検討も必要であると考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H28年度は、交付内定が10月、決定が11月であったために、標準栽培したイネを用いての予備的な実験となったが、前述したように遮光区と対照区の出穂後15日における穂の穎果の成長を調査することにより、圃場におけるイネの登熟優先度調節の強さをスコア化して評価できる可能性が示された。さらに、様々な栽培による登熟優先度調節の強さを比較するためには、出穂後に周りの株を間引いた孤立株を対照区とするのが良いと考えられた。また、遮光区が登熟中期に倒伏したために登熟特性は非常に悪く、対照区と比較することができなかった。したがって、その時の日照にもよるが遮光程度は50%よりも弱くした方が良いことが示唆され、翌年度の研究計画に非常に参考になる結果が得られた。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

H28年度で得られた結果を参考に、まずは圃場におけるイネの登熟優先度調節の強さをスコア化する方法を確立する。一般普及品種で登熟優先度が強い「ひとめぼれ」をH28年度と同様に標準栽培を行う。出穂期から30％程度の遮光区を設ける。出穂期に周辺の個体を間引いて孤立個体とする区を設け、これを対照区とする。出穂後15日前後の穂をサンプルし、H28年度と同様な方法で籾殻の先端に穎果が達した段階（Stage T）に達していない穎果の比率を求め、その対照区に対する比率を登熟優先度の強さを示す指標としスコア化し、正確に判定できる出穂後日数を求める。さらに簡便な方法として、成熟期に近いいくつかの登熟段階の穂の画像について、籾の緑色度を判定し、その分布や割合から登熟優先度調節の強さを評価する方法の確立も試みる。成熟期に収量関係形質（登熟、品質）を調査し、登熟優先度調節の強さとの関係を確認する。
次に、圃場レベルで①一般普及品種を穂重型または穂数型となるように栽培し、弱勢である二次枝梗穎果の比率を変えた場合、②外生ABA処理、または内生ABAを高める処理を行った場合、③ポット実験で登熟優先度が弱いと判定した遺伝子型イネを圃場で栽培した場合の登熟優先度調節の強さをスコア化して評価するとともに、登熟・品質を明らかにし、登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような種々の栽培を構築し、提唱する。

Causes of Carryover

交付内定がH28年10月、決定がその翌月であったために、すでに圃場でのイネ栽培は終了しており、実験はあらかじめ栽培してサンプルしておいたイネを用いて予備的に行った。したがって、実験に直接関わる経費の使用はほとんど無かった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

イネの登熟特性を調査するために唐箕、脱穀機などの農機具、さらに大量のデータを扱うためにパーソナルコンピュータ、水田やイネの穂を撮影するためにデジタルカメラなど研究計画調書の段階で初（H28）年度に購入予定であった物品を購入予定である。さらに、稲作のための種々の栽培資材に関する経費、イネの高登熟・高生産栽培に関する資料を収集するための旅費も必要となる。