地球環境変化に対応したイネのケイ酸吸収・輸送・分配プロセス理論の新展開

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21380158
• Research Institution: National Institute for Agro-Environmental Sciences
• Principal Investigator: 吉本 真由美 National Institute for Agro-Environmental Sciences, 大気環境研究領域, 主任研究員 (40343826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 益己 岩手大学, 農学部, 教授 (10355274) ; 兼松 誠司 農業・食品産業技術総合研究機構, 大豆生理研究東北サブチーム, サブチーム長 (80343961) ; 福岡 峰彦 独立行政法人農業環境技術研究所, 大気環境研究領域, 任期付き研究員 (40435590)
• Keywords: ケイ酸 / イネ / 開放系高CO2実験 / 蒸散 / いもち病 / 温暖化 / 穂温 / 高温不稔

Research Abstract

ケイ酸は、イネにとって農業生産上、実質的に必須の多量要素である。本研究は、温度変化や大気CO2濃度上昇などの地球環境変化に対応するイネのケイ酸吸収・輸送・分配プロセスを検証かつ再構築し、環境変動に対するイネ体内のケイ酸の挙動と、それが病害抵抗性や高温不稔に及ぼすインパクトを明らかにすることを目的としている。
本年度は、東北農業研究センターと農業環境技術研究所に保管されている過去7期(1998-2000年、2003-2004年、2007-2008年)の開放系高CO_2(FACE)実験の全イネサンプルについて整理し、部位別ケイ酸濃度の分析を開始した。水田圃場実験において、葉と穂の蒸散コンダクタンスを測定し、蒸散量とケイ酸濃度(蓄積量)との関係を調べた。その結果、蒸散量の多い品種でもケイ酸濃度が大きいとは限らず、蒸散流とケイ酸蓄積が必ずしも一致しない一方、ケイ酸輸送体が破壊された品種ではケイ酸濃度が小さく、蒸散流以外の要因がケイ酸の体内濃度に大きく影響することが示唆された。
高CO_2濃度と気温の変化がいもち病感受性に与える影響を調べるため、いもち病接種試験を行い、発病程度や生育様相とイネ体内のケイ酸濃度等との関係を解析した。その結果、上位3葉のケイ酸含有率は高CO_2濃度区で低く、いもち病病斑面積率は同区で高い傾向があった。また、加温によりケイ酸含量が増加し、葉いもちの発生は低下する傾向にあった。
穂のケイ酸濃度と穂蒸散・穂温との関係を調べるため、ケイ酸施用実験を行い、ポロメータによる穂蒸散測定とサーモトレーサによる穂温測定を行ったが、施用効果が小さかったため、ケイ酸資材の種類や量を含めて実験手法について次年度以降再検討することとした。