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同位体フェノミクスによる高CO2時代の理想的イネ形質の探求

研究課題

研究課題/領域番号 16H06204
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 農業環境・情報工学
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

常田 岳志  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (20585856)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2016年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワード水田 / 高CO2 / イネ / メタン / 安定同位体 / コメ / 気候変動 / 地球温暖化 / 同位体 / フェノミクス
研究成果の概要

水田は世界人口の半数に主食のコメを供給する食糧生産基地である一方、強力な温室効果ガスであるメタンを大量に排出している。開放系大気CO2濃度増加実験(FACE)を実施し、様々なイネ遺伝資源に対する高CO2応答を実証的に調査した結果、現在の日本の主力品種と比べて高CO2による増収効果が大きい品種・系統が見出され、イネの形質としてシンク容量が重要であることが分かった。また多収かつ高CO2応答が大きいにもかかわらず、メタン排出量が少ない品種・系統が見出された。同位体による解析の結果、イネの根圏が関与する土壌有機物由来のメタン生成抑制/メタン酸化促進が低メタン化の重要なメカニズムであることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

増え続ける世界人口を養いつつ地球温暖化問題を解決するため、高CO2に対するコメ収量の応答を高めつつ、温室効果ガスであるメタンの排出を抑制する水田稲作が必要とされている。本研究で見出された高CO2に対する応答性の高い品種やその形質は、増加し続ける大気CO2を増収に結びつけるイネを選抜・育成する上で重要な知見である。また水田からのメタン排出については、これまで生産面とのトレードオフや、高CO2による排出増加の可能性が強調されてきた。本研究の結果、多収かつ高CO2応答が大きくてもメタン排出量が少ない品種が見出され、高CO2時代にコメ生産の増加とメタン排出低減を両立する新たな道筋が拓けた。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 水稲作における気候変動への土壌肥料的適応技術 1.水稲のCO2増加に対する生育反応からみた窒素施肥の必要性2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 利拡、酒井 英光、常田 岳志、林 健太郎
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 89(6) ページ: 491-496

    • NAID

      130007530967

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of free-air CO2 enrichment on heat-induced sterility and pollination in rice2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayasi Kazuhiro、Eydi Mohammad Jawid、Sakai Hidemitsu、Tokida Takeshi、Nakamura Hirofumi、Usui Yasuhiro、Yoshimoto Mayumi、Hasegawa Toshihiro
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 22 号: 3 ページ: 374-381

    • DOI

      10.1080/1343943x.2018.1563496

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 気候変動に柔軟に対応したイネの栽培に向けてー大気CO2増加によるコメの外観品質低下と対策技術の開発ー2019

    • 著者名/発表者名
      臼井 靖浩、酒井 英光、常田 岳志、中村 浩史、中川 博視、長谷川 利拡
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: 83(2) ページ: 125-128

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A High-Yielding Rice Cultivar “Takanari” Shows No N Constraints on CO2 Fertilization2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Toshihiro、Sakai Hidemitsu、Tokida Takeshi、Usui Yasuhiro、Nakamura Hirofumi、Wakatsuki Hitomi、Chen Charles P.、Ikawa Hiroki、Zhang Guoyou、Nakano Hiroshi、Matsushima Miwa Yashima、Hayashi Kentaro
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 361-361

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.00361

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Increasing measurement throughput of methane emission from rice paddies with a mobile gas analyzer2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tokida
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水田からのメタン排出とその気候変動影響2019

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭素源から見たメタン排出量の品種間差~土壌・残渣由来のメタンは栽培するイネ品種によって異なるか? ~2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、林 健太郎、臼井 靖浩、荒井 見和、片柳 薫子、中村 浩史、酒井 英光、長谷川 利拡
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 開放系大気CO2増加実験におけるタカナリおよびコシヒカリ根のアセチレン還元活性2018

    • 著者名/発表者名
      池本 悠佳、八島 未和、林 健太郎、常田 岳志、大久保 卓、中村 浩史、長谷川利紘、酒井 英光
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mean residence time and distribution of rice-derived C in distinct soil C pools of a paddy soil under elevated CO22018

    • 著者名/発表者名
      Guigue Julien, Takeshi Tokida, Hirofumi Nakamura, Toshihiro Hasegawa, Rota Wagai
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大気CO2濃度の増加と温暖化が水田からのメタン排出におよぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志
    • 学会等名
      農業農村工学会・土壌物理研究部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 農地からの温室効果ガス排出とその気候変動応答2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志
    • 学会等名
      日本農業工学会シンポジウム「農業における気候変化への適応と気象災害リスクの軽減」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安定同位体比から紐解く水田メタンフラックスの日変化メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、林 健太郎、梶浦雅子、中島 泰弘、臼井 靖浩、中村浩史、酒井 英光、長谷川 利拡
    • 学会等名
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 無窒素施肥条件下におけるイネの高CO2応答:コシヒカリ-タカナリの正逆染色体断片置換系統群を用いた解析2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、酒井 英光、張 国友、荒井 見和、矢野 翠、中村浩史、山本 敏央、林 健太郎、長谷川 利拡
    • 学会等名
      日本作物学会第245回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Current-season photosynthates as the main C source for CH4 in rice padddies as revealed by FACE-induced 13C labeling2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tokida, Kentaro Hayashi, Miwa Arai, Yasuhiro Usui, Nobuko Katayanag, Hirofumi Nakamura, Hidemitsu Sakai, Toshihiro Hasegawa
    • 学会等名
      FACEing the future | food production and ecosystems under a changing climate
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth-stage dependence of CH4 emissions from rice paddies exposed to atmospheric CO2 enrichment2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi TOKIDA, Kentaro HAYASHI, Yasuhiro USUI, Miwa ARAI, Nobuko KATAYANAGI, Hidemitsu SAKAI, Hirofumi NAKAMURA Toshihiro HASEGAWA
    • 学会等名
      FACEing the future | food production and ecosystems under a changing climate
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気CO2濃度と窒素施肥が水田におけるメタンの生成および酸化に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      永澤裕人、西脇淳子、常田 岳志、荒井 見和、中村浩史、酒井 英光、長谷川 利拡
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 実践土壌学シリーズ4土壌物理学 第4章温室効果ガス2019

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、柳井 洋介
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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