2019 Fiscal Year Research-status Report
Quantitative evaluation of drought resistance of NERICA and Asian rice by stomatal response and photosynthetic activity
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19K05993
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
藤井 道彦 静岡大学, 教育学部, 教授 (50228962)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 干ばつ抵抗性 / 気孔反応 / 光合成活性 / NERICA / アジアイネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、世界の食糧問題の解決を目標とし、アフリカの食糧問題の解決のために、アフリカイネとアジアイネとの交雑により近年開発されたNERICA（ネリカ）とアジアイネの品種や系統を、ビニルハウスにより降雨を遮断した干ばつ条件下の圃場で栽培し、干ばつ抵抗性の生理機能を明らかにするために、光合成に関わる気孔反応と光合成活性、土壌の深さ別の土壌水分含量、葉の形質として、葉緑素濃度（SPAD値）と葉厚を計測することにより、干ばつ抵抗性を定量的に評価することを目的としている。
気孔反応は、気孔コンダクタンスとしてポロメータにより、光合成活性は、クロロフィル蛍0光測定により計測した。 深さ別土壌水分含量は、非破壊的にTDR土壌水分計測により計測した。葉の葉緑素濃度は、SPADメータにより計測し、葉厚はマイクロメータにより計測した。NERICAとアジアイネにおける品種間差異の比較に加え、施肥間差異として、リン酸の追加施肥の影響についても検討した。
本研究の結果、収穫時の収量が高い値を示した品種・系統では、気孔コンダクタンスを高く維持し、葉厚は高い値を示し、深層の土壌水分含量は低下する傾向が認められた。本研究において新たに計測して比較したクロロフィル蛍光測定により計測した光合成活性では、量子収量の値は日中に低下し、夕方に上昇する傾向が認められたが、日中の量子収量においては、品種・系統により差がみられる可能性が示唆された。
干ばつ条件下における生育の品種と生理活性との間には、品種間差異と施肥間差異とを含めて、密接な関係が認められ、収量と気孔コンダクタンスとの間には、有意な相関関係が認められた。また、気孔コンダクタンスは葉厚との間に有意な相関関係が認められ、葉厚は葉緑素濃度（SPAD値）との間に有意な相関関係が認められた。また、日中の量子収量は、NERICAにおいて、葉厚と有意な相関が認められた。
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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
本研究の本年度の研究計画は以下のように、品種間差異の定量評価を行い、干ばつ抵抗性の異なるイネの品種を圃場で栽培し、灌水を停止して水ストレス処理を与える。供試品種としては、アジアイネ、NERICA、NERICAのアジアイネとアフリカイネの親を用い、2019年度は干ばつ抵抗性の品種間差異について、ポロメータによる気孔コンダクタンス計測から求められる気孔反応と、クロロフィル蛍光測定から求められる光合成活性の計測を行い、NERICAとアジアイネとの間で定量的に評価し、品種間差異の定量評価について得られた結果をとりまとめ、成果の発表を行う。
本研究の本年度の進捗状況は、研究計画通りに進んでおり、予定通りにアジアイネ3品種、NERICA4品種と2系統、NERICAのアジアイネの親1品種、NERICAのアフリカイネの親1品種の計11品種・系統を供試した。また、アジアイネ1品種、NERICA2品種、NERICAのアジアイネの親1品種については、元肥のリン酸の施肥量を増やした区も設け、比較を行った。
本年度の研究では、干ばつ条件下における収量の品種間差異を、生理的・形態的な形質の品種間差異で捉え、干ばつ抵抗性に関する形質を明らかにすることを目的として研究を行ってきたが、収量の品種間差異には、気孔コンダクタンスの品種間差異の貢献が大きく、気孔コンダクタンスの品種間差異には、葉厚の品種間差異が貢献しており、葉厚の品種間差異には、葉緑素濃度（SPAD値）の品種間差異が影響していることを明らかにすることができた。あらたに計測を行った量子収量においては、日変動が見られることが明らかとなり、夕方の品種・系統はほとんどみられないが、日中には品種間差異がみられる可能性が示唆され、NERICAにおいては日中の量子収量は葉厚と密接な関係が見られることが示された。施肥の影響についてはさらに検討していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の今後の推進方策は、以下の通りである。
2019年度は品種・系統間差異を中心に研究を行ってきたが、2020年度は、品種・系統間差異に加え、より施肥の影響に注目し、施肥間差異の定量的評価を行う。2020年度は2019年度の結果をもとに、リン酸追加区に加え、カリ追加区も設け、また、施肥の影響について、より詳細に検討する予定である。また、量子収量を含めた多面的な生理形質の計測により、リン酸やカリの追加施肥効果のみならず、堆肥の効果についても、明らかにする予定である。
そして、堆肥などの施肥間における、ポロメータによる気孔コンダクタンス計測から求められる気孔反応と、クロロフィル蛍光測定から求められる光合成活性からみた干ばつ抵抗性を評価する。特に、干ばつ抵抗性の品種間差異とともに、干ばつ条件に適応した施肥法の確立のために、施肥レベルならびに堆肥施用量の異なる区を設け、NERICAに対する堆肥の施用効果と施肥量に対する反応性をアジアイネと比較し、気孔反応と光合成活性の施肥間差異についても定量的に評価する。そして、施肥間差異の定量的評価について得られた結果をとりまとめ、成果の発表を行う予定である。
2021年度は、2019年度と2020年度の結果を踏まえ、品種と施肥との相互作用（G×E）の定量的評価を行う予定であり、品種と環境（施肥）との相互作用（G×E）を中心に検討を行い、3年間の結果を総合して、ポロメータによる気孔コンダクタンス計測から求められる気孔反応と、クロロフィル蛍光測定から求められる光合成活性における差異について詳細に検討を行い、特に、干ばつ抵抗性の品種・施肥間差異における相互作用（G×E）について、総合的に定量的に評価を行う。さらに、3年間の結果をとりまとめ、品種と施肥との相互作用（G×E）の定量的評価について得られた結果をとりまとめ、成果の発表を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究の当初の予定では、3月中旬にメキシコで開催予定であった第6回国際旱魃学会議（InterDrought VI-2020）と、3月末に筑波で開催予定であった日本作物学会第249回講演会とに参加して、本研究の研究成果について発表するとともに、最先端の研究情報についての情報交換を行う予定であったが、世界的緊急事態である新型コロナウイルスによる感染症の急激な拡大により、開催直前になって、いずれの学会も開催中止となった。このため、両学会に参加するために予定していた旅費の支出が不要となり、やむを得ず、次年度使用額が生じることとなった。
なお、第6回国際旱魃学会議（InterDrought VI-2020）においては、発表予定であったファイルをアップロードすることにより、このあとオンラインで開催される予定であり、すでに口頭発表のビデオファイルをアップロードしている。また、日本作物学会第249回講演会においては、発表予定であった成果は発表したものとして認められている。
両学会に参加するために予定されていた旅費は、次年度に当初参加を予定していた学会以外の学会大会にも参加して研究成果を発表し、最先端の研究成果についての情報交換を行うために使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
