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北米干ばつ地帯におけるフィールド調査に基づく耐乾燥性エネルギー作物の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04615
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 作物生産科学
研究機関北海道大学

研究代表者

山田 敏彦  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70343952)

研究分担者 中島 大賢  北海道大学, 農学研究院, 助教 (70710945)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワードバイオ燃料作物 / 乾燥耐性 / 低温耐性 / 遺伝資源 / 光合成形質 / ススキ / サトウキビ / ミスケーン / バイオマス作物 / 耐乾性 / 特性調査 / バイオマス / 育種学 / 遺伝子 / 特性評価
研究成果の概要

バイオ燃料など再生可能エネルギー原料として注目のススキ属など非可食用エネルギー作物は、干ばつなどが発生しやすい耕作限界農地で栽培が求められる。日米の2地点で、ススキ属系統を供試し、耐乾性評価を行うとともに光合成能特性関連形質を計測した。乾燥耐性に優れる系統は日米両試験でほぼ一致し、長江―秦嶺山脈地域から収集されたススキ「PMS-285」は、乾燥耐性に優れ、干ばつ条件でも比較的高い光合成能力を示した。また、ミスケーン(ススキ属とサトウキビとの雑種)について、乾燥耐性と関連がある低温時での光合成能力が両親の中間であり、サトウキビの不良環境適応性の付与にススキ属の寄与が期待できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今後予想される地球での人口増加や温暖化の対応策の一つとして、バイオマス利用による再生可能エネルギー確保は重要な取組である。非可食用エネルギー作物はその一つの原料であり、その安定生産が求められている。食料との競合を避けるために、エネルギー作物は限界農地で栽培されることを考えると、干ばつや低温など環境ストレス耐性に優れる品種を開発することが鍵となる。今回の一連の研究で、エネルギー作物としてのススキ属における耐乾燥性に優れる材料を同定することができた。また、エネルギー作物としても重要なサトウキビにススキ属を交配することにより、環境ストレス耐性を有するサトウキビ品種を開発できる可能性を明らかにした。

報告書

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

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 10件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ブリガムヤング大学/イリノイ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ブリガムヤング大学/イリノイ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Saccharum × Miscanthus intergeneric hybrids (miscanes) exhibit greater chilling tolerance of C4 photosynthesis and postchilling recovery than sugarcane (Saccharum spp. hybrids).2019

    • 著者名/発表者名
      Kar, S., Zhang, N., Nakashima, T., Villanueva-Morales, A., Stewart, J. R., Sack, J. E., Terajima, Y., Yamada. T.
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11 号: 11 ページ: 1318-1333

    • DOI

      10.1111/gcbb.12632

    • 関連する報告書
      2019 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] Field performance of Saccharum × Miscanthus intergeneric hybrids (Miscanes) under cool climatic conditions of northern Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Kar, S., Weng, T., Nakashima, T., Villanueva-Morales, A., Stewart, J. R., Sack, J. E., Terajima, Y., Yamada. T.
    • 雑誌名

      BioEnergy Research

      巻: - 号: 1 ページ: 132-146

    • DOI

      10.1007/s12155-019-10066-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biomass yield in a genetically diverse Miscanthus sinensis germplasm panel evaluated at five locations revealed individuals with exceptional potential2019

    • 著者名/発表者名
      Clark LV, Dwiyanti MS, Anzoua KG, Brummer JE, Ghimire BK, Glowacka K, Hall M, Heo K, Jin X, Lipka AE, Peng J, Yamada T, Yoo JH, Yu CY, Hua Zhao, Long SP, Sacks EJ
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11 (10) 号: 10 ページ: 1125-1145

    • DOI

      10.1111/gcbb.12606

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 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] Genome-wide association and genomic prediction for biomass yield in a genetically diverse Miscanthus sinensis germplasm panel phenotyped at five locations in Asia and North America2019

    • 著者名/発表者名
      Clark L, Dwiyanti M, Kossonou Anzoua, Brummer J, Ghimire B, Glowacka K, Hall M, Heo K, in X, Lipka A, Peng J, Yamada T, Yoo JH, Yu CY, Zhao H, Long S, Sacks E
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11 (8) 号: 8 ページ: 988-1007

    • DOI

      10.1111/gcbb.12620

    • 関連する報告書
      2019 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] Evaluation of genomic selection and marker assisted selection in Miscanthus and energycane2019

    • 著者名/発表者名
      Olatoye OM, Clark LV, Wang J, Yang X, Yamada T, Sacks EJ, Lipka AE
    • 雑誌名

      Molecular Breeding

      巻: 印刷中 号: 12

    • DOI

      10.1007/s11032-019-1081-5

    • 関連する報告書
      2019 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] Winter hardiness of Miscanthus (I): Overwintering ability and yield of new Miscanthus × giganteus in Illinois and Arkansa2019

    • 著者名/発表者名
      Dong, H., Green, S. V., Nishiwaki, A., Yamada, T., Stewart, J. R., Deuter, M., & Sacks, E. J.
    • 雑誌名

      GCB Bioenergy

      巻: 11 号: 5 ページ: 691-705

    • DOI

      10.1111/gcbb.12588

    • 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] Winter hardiness of Miscanthus (III): Genome-wide association and genomic prediction for overwintering ability in Miscanthus sinensis2019

    • 著者名/発表者名
      Dong H, Clark L, Lipka A, Brummer J, Glowacka K, Hall M, Heo K, Jin X, Peng J, Yamada T, Ghimire B, Yoo JH, Yu CY, Hua Zhao, Long S, Erik Sacks E
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 930-955

    • DOI

      10.1111/gcbb.12615

    • 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] Application of visible and near-infrared spectroscopy to classification of Miscanthus species2017

    • 著者名/発表者名
      Jin X, Chen X, Xiao L, Shi C, Chen L, Yu B, Yi Z, Yoo JH, Heo K, Yu CY, Yamada T, Sacks EJ, Peng J.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 4 ページ: e0171360-e0171360

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0171360

    • 関連する報告書
      2017 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] Determination of leaf water content by visible and near-infrared spectrometry and multivariate calibration in Miscanthus2017

    • 著者名/発表者名
      Jin X, Shi C, Yu CY, Yamada T, Sacks EJ.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 721-721

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00721

    • 関連する報告書
      2017 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] Determination of hemicellulose, cellulose and lignin content using visible and near infrared spectroscopy in Miscanthus sinensis2017

    • 著者名/発表者名
      Jin X, Chen X, Shi C, Li M, Guan Y, Yu CY, Yamada T, Sacks EJ, Peng J.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 241 ページ: 603-609

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.05.047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Saccharum × Miscanthus Intergeneric Hybrids (Miscanes) show low temperature stress tolerance2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada T
    • 学会等名
      Plant & Animal Genome XVIII, San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genotype-screening tool for drought tolerance of Miscanthus spp.2018

    • 著者名/発表者名
      Weng TY, Nakashima T, Stewart JR, Yamada T
    • 学会等名
      The 7th Japan-China-Korea Grassland Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-23  

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