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C4光合成における耐冷性機構の探索 ―熱放散と葉緑体温度の関連性に着目して―

研究課題

研究課題/領域番号 18K14450
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

中島 大賢  北海道大学, 農学研究院, 助教 (70710945)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードトウモロコシ / 低温ストレス / 光合成 / 熱放散 / レーザー誘起蛍光 / 葉緑体 / 光阻害 / C4光合成 / ススキ
研究成果の概要

寒地におけるトウモロコシ栽培では,低温を避けるため早生品種の密植栽培で増収を図っているが,これが倒伏の一因となっている.そこで,耐冷性を備えた晩生品種の育成・利用の可能性を探るため,北海道向けトウモロコシ品種の低温下における光合成特性の品種間変異を調査し,その中から低温耐性・感受性品種を同定した.これらの品種を比較した結果,耐冷性に優れる品種では光合成に関わる内生成分含量に加え,熱放散活性が高いことが明らかとなった.また,熱放散活性が異なる品種を用いて熱放散が葉緑体温度に与える影響についても考察した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

飼料用トウモロコシでは,生育期間の短い早生品種よりも晩生品種の方が収量性や耐倒伏性に優れるが,低温によって栽培期間が制限される寒地では早生品種を密植で栽培することが一般的であり,これが倒伏の一因となっている.そのため,春先の低温に強い晩生品種が育成できれば,雪解け後速やかに播種を行い,生育期間を確保することができる.しかし,温暖な気候に適したトウモロコシは,低温下で光合成能力が著しく低下するため生育が滞る.そこで本研究では,低温下でも高い光合成能力を維持するうでで必要な品種特性を明らかにするため,北海道向け品種の光合成特性の比較を通して耐冷性品種を同定し,その品種特性を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2019

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

  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 早晩性の異なるトウモロコシ品種における初期生育特性に関わる要因の解析2021

    • 著者名/発表者名
      石山志穂, 山口寛登, 河野龍悟, 松井康眞, 市川伸次, 柏木純一, 山田 敏彦, 中島大賢
    • 学会等名
      第251回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 早晩性の異なるトウモロコシ品種における子実の登熟ならびに枯れ上がり過程とその関連形質の品種間変異2021

    • 著者名/発表者名
      山口 寛登, 石山 志穂, 松井 康眞, 市川 伸次, 柏木 純一, 山田 敏彦, 中島 大賢
    • 学会等名
      第251回日本作物学会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 北海道における子実用トウモロコシの増収および耐倒伏性強化に向けた晩生品種利用の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山口寛登
    • 学会等名
      日本作物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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