2023 Fiscal Year Annual Research Report
水田のメタン生成において細胞外電子伝達は重要か？二重同位体標識による直接定量
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22KJ3116
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
梶浦 雅子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業情報研究センター, 主任研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | 経路別メタン排出量 / イネ経由 / バブリング / 分離定量 / メタン排出量の日変動 / 品種間差 / 温度依存性 / 根の角度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で得られた主要な成果は、水田からのメタン排出量を経路別に分析する方法を開発したことである。最新のメタン計で取得した高時間分解能のメタン濃度データを利用して、イネの通気組織を介した排出量と、土壌から上昇する気泡を介した排出量を効率的に分離・定量することが可能となり、水田からのメタン排出メカニズムに関する多くの知見を得ることができた。昼間に排出されるメタンのうち、泡由来の排出量は生育後期に増加し、全体の6割にも達する場合があることが分かり、従来の「イネ経由がほとんど」という知見を覆す結果を得た。各経路の排出量は品種や根の角度によって大きく異なり、日本の代表的な品種であるコシヒカリは他の品種に比べて泡由来の排出量が特に多く、全体の排出量も多かった。このことから、泡経路の排出量を削減することで、コシヒカリのメタン排出量を減少させる可能性が示唆された。泡由来の排出については、土壌で生成されるメタンの量が多く、気温や水温の上昇が大きいときに多く排出されることが判明した。泡由来の排出はイネ経路よりも気温や水温に敏感であり、生育後期に顕著な「排出量が昼高く、朝夕低い」という日変動の主な要因であった。ただし、この温度依存性は午前中に明瞭な線形関係を示すが、午後には不明瞭かつ非線形となる。したがって、多くの品種を比較する際などは午前中に測定し、温度補正を行うことが推奨される。最終年度では温度依存性に関する解析を深め、論文化した。COVID-19の影響により、当初計画していた同位体を用いた微生物実験は遅延したが、本研究で開発した水田からのメタン排出を経路別に定量する一連の技術や、その技術によって得られた知見の将来的な重要性は極めて高いと考えられる。
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