2014 Fiscal Year Annual Research Report
イネの次世代耐塩性品種育成に重要な組織耐性の生理機構の解明
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25292012
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三屋 史朗 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70432250)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 植物 / イネ / 環境 / 耐塩性 / 生理機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イネの耐塩性強化のための形質同定を最終目的として、イネの耐塩性機構に関わるであろう組織耐性の生理的役割およびそのメカニズムの解明を目的とした。
はじめに、ポット試験による塩存在下での分げつ期におけるイネの成育調査を行った。供試品種として、既存の塩感受性品種および耐塩性品種を比較品種として用い、さらに組織耐性を持つ品種、超塩排除能を持つ品種など計７品種を用いた。その結果、既存の耐塩性品種および組織耐性を持つ品種は、塩存在下でも成育量の減少が少なく、この相対成長率は地上部ナトリウム含有量と必ずしも一致しなかった。一方、超塩排除能を持つ品種は、地上部ナトリウム含有量は少なかったが、相対成長率が塩感受性品種と同程度に減少した。これらの結果は、イネの耐塩性の品種間差が、地上部ナトリウム含有量だけで説明できる訳ではないことを示した。塩処理下での相対成長率は地上部ナトリウム含有量よりもむしろ水吸収量と相関関係があり、さらに塩存在下で旺盛な成育を示した品種は、水吸収量および水利用効率が塩存在下で高かった。
次に、東北大学生命科学研究科湛水生態系野外実験施設における塩水灌漑圃場を用いた、分げつ期から登熟期までの長期塩ストレスが及ぼす影響の調査を、昨年度に引き続き行った。その結果、昨年度に引き続き分げつ期に分げつ数を維持することが収量の維持に重要であることが示された。また、おもしろいことに、分げつ期における地上部ナトリウム含有量が低い品種でも、収量が高い品種と低い品種に分かれた。このことは、生殖成長の耐塩性は地上部ナトリウム含有量だけでは決まらないことを示唆している。さらに収量構成要素の各因子における塩による抑制程度を詳細に調査し、生殖成長期の組織耐性について調べる必要があることが明確になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ポット試験および塩水灌漑圃場試験のいずれも、各年次の環境により大きく影響を受けるため、年次の反復実験を行った。その結果、耐塩性の品種間差には昨年度および今年度の試験結果が一致したが、昨年度見られた耐塩性に有用な形質が今年度は耐塩性に十分寄与したわけではなく、各年次における結果をより詳細に解析する必要が生じた。
本研究は、イネの耐塩性における組織耐性の生理的役割およびそのメカニズムの解明を目的としている。組織耐性とは従来、葉の細胞においてナトリウムなどの有害イオンが細胞質から排除されることで細胞の生理活性を保つことと定義されていた。しかし本研究の結果から、葉の細胞だけでなく、穂などの生殖器官や葉の孔辺細胞などの部位ごとに組織耐性の生理的役割が異なることが明らかになってきた。イネの耐塩性向上のためにはすべての組織耐性に対応する必要があり、各成育ステージにどのような組織耐性が必要なのか、その考察がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、イネの耐塩性に関わる組織耐性が、成育ステージによって異なることが明らかになってきた。すなわち、分げつ期では、葉におけるナトリウム含有量あたりの相対成長率により規定されるのに対し、生殖成長期では、葉におけるナトリウム含有量には相関しない穂形成能および転流能により規定されることが考えられた。そこで今後の研究では、各成育ステージにおける組織耐性を分けて生理的役割を調べる必要がある。これまでの研究の中で、分げつ期および生殖成長期に組織耐性を示す（または非常に弱い組織耐性を持つ）品種の単離に成功している。これらの品種を使い、各成育ステージにおける組織耐性について明確な定義付けを行う実験を行い、本研究をとりまとめる。特に生殖成長期における組織耐性はこれまでに議論されたことがなく、本研究計画に追加した。生殖成長期における組織耐性の程度の異なる品種を用い、穂形成と転流のどちらに組織耐性が関わるのかを調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
学術研究助成基金助成金の直接経費について、次年度使用額とした。その理由として、本研究で行う塩水灌漑圃場における試験は年次反復を設けることが重要であり、次年度も同じ試験を年次の異なる環境下で行うため、次年度の研究計画に盛り込むことにしたためである。特に生殖成長期における組織耐性を研究する際、生殖成長期に至るまでのプロセスが長いため、関与する形質はきわめて多く、年次反復を経て形質の貢献度を調べる必要がある。そのために、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
名古屋大学東山キャンパスにおいて、イネ複数品種をポットを用いて土耕栽培し、塩害試験を行う。また、東北大学生命科学研究科湛水生態系野外実験施設において、塩水灌漑した圃場における圃場試験を行う。これらの試験において、中期および長期間の塩水灌漑を行い、イネの栄養成長期および生殖成長期にどのような影響があるのか、また収量をベースとした耐塩性イネ品種の選抜などを行う。これらにかかる旅費、物品費などに支出を予定している。
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[Presentation] Genotypic variations in root system development, dry matter production and yield of rainfed lowland rice grown under different positions in the toposequence2014
Author(s)
Roel R. Suralta, Mana Kano-Nakata, Filomena Grospe, Maria Corazon Julaton, Anna Theresa Isabel O. Rebong, Andrea M. Flores, Yoshiaki Inukai, Jonathan M. Niones, Emi Kameoka, Shigenori Morita, Jun Abe, Yoichiro Kato, Yoshimichi Fukuta, Nobuya Kobayashi, Shiro Mitsuya, Akira Yamauchi
Organizer
8th Asian Crop Science Association Conference
Place of Presentation
ハノイ
Year and Date
2014-09-23 – 2014-09-25
Invited
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