2017 Fiscal Year Research-status Report
Inter-species diversity of moisture and drought stress tolerance in wild cowpea (V. unguiculata subsp. dekindtiana)
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17K15219
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| Research Institution | Japan International Research Center for Agricultural Sciences |
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Principal Investigator |
井関 洸太朗 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 任期付研究員 (80748426)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ササゲ / 野生種 / 乾燥ストレス / 湿害 / 遺伝資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ササゲの栽培が盛んな西アフリカでは乾燥ストレスが主な生産制限要因と考えられている。一方、これまでの現地栽培試験では、乾燥ストレスに加えて湿害がササゲの生育阻害要因となることが分かった。そこで、乾燥と湿害の両条件下で安定した生育を示す耐性品種を開発するのための遺伝資源として、砂漠から熱帯雨林まで幅広い環境に自生するササゲの近縁野生種に着目した。研究初年度の成果として、乾燥および湿害耐性のスクリーニングを実施するための遺伝資源材料を整備するとともに、これらを対象とした耐性評価手法を確立した。
ナイジェリア国の国際熱帯農業研究所（IITA）において現地の遺伝資源センターより試験材料となるササゲの野生遺伝資源を受領した。配布された種子は１つの系統内で葉の形態などの表現型についてバラつきが見られたため、次年度の湿害／乾燥耐性評価に備えて遺伝子型を固定する目的で１粒種子由来（SSD）系統の作成を開始し、これまでに自殖第3世代の種子を得た。平成30年8月までにさらに2回の世代促進を行い、自殖第5世代を評価に使用する予定である。また、ササゲ栽培種を用いて、湿害／乾燥耐性評価のための栽培手法および耐性評価手法を確立した。ガラス温室内に設置した長方形の木枠内で対照区、湿害区、乾燥区の処理条件ごとに全60系統を同一の木枠で栽培した。ストレス処理の影響が強く現れる播種後4週目までの初期生育期間における耐性を地上部乾物重により評価した。各測定値について処理区と対照区の相対値を算出したところ、系統間で大きな違いがみられ、本手法による湿害／乾燥耐性評価によって良好な結果が得られることを確認した。本評価手法は高額な機器を必要とせず、簡便に湿害および乾燥耐性の評価を行うことができるため、将来的に他の開発途上国における研究機関での利用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
IITAの遺伝資源センターより供試材料となるササゲ野生種（V. unguiculata subsp. dekindtiana）60系統の種子を受領し、IITAのガラス温室内で発芽率等の確認を行った。その結果、同じ系統の種子から形態の異なる植物が確認され、この原因として、配布種子は遺伝資源収集時の多様性を維持するため、増殖においても遺伝子型を固定するような作業が行われていないことが分かった。この状態では遺伝資源評価に不向きであるため、遺伝子型を固定する目的でSSD系統の作成を行った。現地では、ポット栽培で年3回の世代促進が可能であるため、2018年9月の評価試験開始までに自殖第5世代を作成することとし、本年度は自殖第3世代までの取得が完了した。また、湿害／乾燥耐性評価のための簡便・安価な栽培、評価系を構築した。評価に最適な栽培条件を検討するため、60系統のササゲ栽培種を用い、予備的な評価試験を実施した。対照区、乾燥区、湿害区の3処理分の個体を準備し、播種後1週間目から乾燥区では潅水停止、湿害区では高水位処理を開始し、処理開始から4週目に地上部乾物重を調査した。対照区とストレス処理区の相対値を求めたところ、系統間で大きな差がみられ、本評価手法によって成育初期における湿害／乾燥ストレス耐性の評価が可能であることを確認した。一方、乾物重の相対値が同程度であっても、葉の退色などに系統間差があることから、デジタルカメラを用いた葉色の画像解析などを同時に行うことでより精細な耐性評価が可能であることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度確立した湿害／乾燥耐性評価手法を用い、次年度からSSD化した野生遺伝資源を対象とした評価を開始する。これに先立ち、現在第3世代種子まで得られているSSD系統の世代促進から評価に用いる第5世代種子を取得する。この評価試験は平成31年5月までに時期を変えて計3回実施する。また、評価試験ではデジタルカメラを用いた画像解析による耐性評価も取り入れる。この評価結果にもとづいて選抜した耐性系統および比較対照としてササゲ栽培種を用い、スクリーニングと同じ条件下で栽培を行う。播種後から継時的にサンプリングを行い、根および茎における維管束や二次通期組織の発達程度をデジタルマイクロスコープを用いて観察する。また、地上部については光合成関連形質としてクロロフィル蛍光パラメータおよび気孔コンダクタンスの測定を行う。系統間の比較から、これらの形態的特性と葉面積展開速度や光合成関連形質の関係を明らかにする。
ササゲ野生遺伝資源における湿害／乾燥耐性の遺伝的変異および、選抜した耐性系統における形態的特長について得られた結果をとりまとめ、成果の発表を行う。
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| Causes of Carryover |
実験消耗品が予定より安価で調達できたため、7220円を翌年度分の物品費として使用する。
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Research Products
(1 results)
