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高速形質評価・環境計測によるダイズ安定多収化に貢献する群落生産形質遺伝子座の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18H02190
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
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

熊谷 悦史  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主任研究員 (80583442)

研究分担者 小木曽 映里  独立行政法人国立科学博物館, 分子生物多様性研究資料センター, 特定非常勤研究員 (00646929)
長谷川 利拡  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 研究領域長 (10228455)
屋比久 貴之  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 研究員 (20824270)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード分光反射率 / リモートセンシング / 機械学習 / ダイズ / ハイスループットフェノタイピング / 環境計測 / 遺伝解析
研究成果の概要

この研究では、日本のダイズ収量停滞と品種改良の問題に対処するため、効率的な形質評価法と遺伝子情報の活用を目指した。日本と米国のダイズ品種を比較し、日本品種の収量と個葉光合成能力の低さを明らかにした。さらに、地上部重、葉面積指数や個葉光合成能力などを対象にした非破壊で高速な形質評価法を開発しました。この評価法を用いると、個葉光合成能力は関連する既知の遺伝子領域にマッピングされ、形質評価法の有用性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は、日本のダイズ品種改良において極めて重要な意義を持つ。従来の形質評価には時間と労力がかかり、破壊的な手法が必要であった。しかし、この研究では効率的な形質評価法を開発した。さらに、遺伝子情報の活用により、日本品種の収量性向上や光合成能力の向上に寄与することが期待できた。これにより、農業生産性の向上や食糧自給率の向上に繋がる。また、研究成果は科学界においても注目され、分光反射リモートセンシングと機械学習による形質評価手法の新規開発など、重要な知見が得られた。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Lower photosynthetic rate and photosynthetic nitrogen use efficiency in northern Japanese soybean cultivars than Midwestern U.S. cultivars2022

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Etsushi、Hasegawa Toshihiro
    • 雑誌名

      Crop Science

      巻: 63 号: 1 ページ: 266-277

    • DOI

      10.1002/csc2.20835

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A strong negative trade-off between seed number and 100-seed weight stalls genetic yield gains in northern Japanese soybean cultivars in comparison with Midwestern US cultivars2022

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Etsushi、Yabiku Takayuki、Hasegawa Toshihiro
    • 雑誌名

      Field Crops Research

      巻: 283 ページ: 108539-108539

    • DOI

      10.1016/j.fcr.2022.108539

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-throughput characterization, correlation, and mapping of leaf photosynthetic and functional traits in the soybean (<i>Glycine max</i>) nested association mapping population2022

    • 著者名/発表者名
      Montes Christopher M、Fox Carolyn、Sanz-Saez Alvaro、Serbin Shawn P、Kumagai Etsushi、Krause Matheus D、Xavier Alencar、Specht James E、Beavis William D、Bernacchi Carl J、Diers Brian W、Ainsworth Elizabeth A
    • 雑誌名

      Genetics

      巻: 221

    • DOI

      10.1093/genetics/iyac065

    • 関連する報告書
      2022 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] 太陽光誘導クロロフィル蛍光によりダイズの群落光合成速度における品種間差や短期的CO2濃度応答を検出できるか?2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷悦史、屋比久貴之
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会講演
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 可視・近赤外領域のハイパースペクトル反射計測と回帰学習器を用いたダイズ個葉光合成の生化学モデルパラメータのハイスループットフェノタイピング2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷悦史、木村建介、屋比久貴之、小木曽映里、平田香里、山田哲也、長谷川利拡
    • 学会等名
      日本作物学会第 251 回講演会要旨集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 可視・近赤外領域のハイパースペクトル反射計測と回帰学習器を用いた ダイズ個葉光合成の生化学モデルパラメータのハイスループットフェノタイピング2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷悦史、木村建介、屋比久貴之、小木曽映里、平田香里、山田哲也、長谷川利拡
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ハイパースペクトル反射計測によるダイズ地上部形質の高速評価手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      熊谷悦史, 屋比久貴之, 木村建介, 小木曽映里, 平田香里, 山田哲也, 長谷川利拡
    • 学会等名
      日本農業気象学会2020年全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Assessing proximal sensing capabilities for high throughput estimation of genotypic variation in photosynthesis of soybean2018

    • 著者名/発表者名
      Etsushi Kumagai, Toshihiro Hasegawa
    • 学会等名
      2018 AGU annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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