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イネ群落成長の非破壊連続測定・微気象応答解析を通じた多収品種の収量制限要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H02965
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉浦 大輔  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (50713913)

研究分担者 岡村 昌樹  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 主任研究員 (00757908)
荒井 裕見子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 上級研究員 (50547726)
小林 伸哉  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 熱帯・島嶼研究拠点, 主任研究員 (70252799)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードLAI / NIR / PAR / 多収 / 呼吸速度 / 非破壊計測 / マイクロコントローラー / 光合成有効放射 / 近赤外放射 / 分光計測 / 非構造性炭水化物 / 微気象 / 水稲 / 収量 / イネ / 近赤外分光
研究開始時の研究の概要

イネ群落の様々な分光反射特性から、群落成長および生理特性の日変化を連続・非破壊的に測定する手法を開発し、様々な品種特性の微気象応答性から収量決定要因までを、定量的に解明することを目的とする。現在の気候条件下における現行イネ品種の栽培適性地や収量ポテンシャルの評価、将来の気候変動環境下でより高成長・収量を示すイネ品種デザインの提示といった、データ駆動型の育種・品種選定が可能になることが期待される。

研究成果の概要

多収イネ品種の北陸193号とオオナリの日本4地点 (名古屋、つくば、上越、長野) の連絡栽培試験を通じて、これら2品種の収量決定要因の解明を試みた。近赤外光 (NIR) と光合成有効放射 (PAR) からイネ葉面積指数 (LAI) を非破壊的に計測する手法によって、移植から収穫までのLAIの連続的な変化を捉えることができた。また、イネ株あたりの夜間呼吸速度の計測システムを開発し、呼吸速度の温度依存性を定量化することができた。これらの結果から、長野における多収要因は、LAIが生育後期まで維持されていること、夜間の低温により呼吸速度が低く抑えられていることであることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて開発したNIRとPARからLAIを推定する手法は、イネ群落成長を高精度で追跡可能であり、その他の作物にも応用可能である点において、今後の作物生育評価の新スタンダードになる可能性がある。本手法により、様々なイネ品種の栽培適性地や収量ポテンシャルの評価を通じて、データ駆動型の育種や品種選定が可能になることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Cross-locational experiments to reveal yield potential and yield-determining factors of the rice cultivar ‘Hokuriku 193’ and climatic factors to achieve high brown rice yield over 1.2kg m-2 at Nagano in central inland of Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Okamura Masaki、Hosoi Jun、Nagata Kenji、Koba Kentaro、Sugiura Daisuke、Arai-Sanoh Yumiko、Kobayashi Nobuya、Kondo Motohiko
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 25 号: 2 ページ: 131-147

    • DOI

      10.1080/1343943x.2021.1981140

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Rapid stomatal closure contributes to higher water use efficiency in major C4 compared to C3 Poaceae crops2022

    • 著者名/発表者名
      Ozeki Kengo、Miyazawa Yoshiyuki、Sugiura Daisuke
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 189 号: 1 ページ: 188-203

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac040

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Tight relationship between two photosystems is robust in rice leaves under various nitrogen conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Hiroshi、Mizokami Yusuke、Sugiura Daisuke、Sohtome Takayuki、Miyake Chikahiro、Sakai Hidemitsu、Noguchi Ko
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 136 号: 2 ページ: 201-210

    • DOI

      10.1007/s10265-022-01431-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel technique for non-destructive LAI estimation by continuous measurement of NIR and PAR in rice canopy2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Shota、Koba Kentaro、Okamura Masaki、Watanabe Yuichi、Hosoi Jun、Nakagomi Koji、Maeda Hideo、Kondo Motohiko、Sugiura Daisuke
    • 雑誌名

      Field Crops Research

      巻: 263 ページ: 108070-108070

    • DOI

      10.1016/j.fcr.2021.108070

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] NIR・PARの連続測定による生育期間を通じたイネ群落LAIの非破壊計測法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      福田 将大, 福田 将大, 渡辺 裕一, 細井 淳, 杉浦 大輔
    • 学会等名
      日本作物学会第250回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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