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アフリカにおける種子プライミング技術を用いた陸稲栽培体系の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20J11707
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

中尾 祥宏  鹿児島大学, 農学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードイネ / 種子 / プライミング / アフリカ / 土壌水分 / 乾燥ストレス / 出芽
研究開始時の研究の概要

サブサハラ以南のアフリカ地域における直播で行われる陸稲栽培では、水資源を降雨に依存しているため播種後の土壌水分条件を正確に予想できない。そのため播種後のイネは乾燥から嫌気条件まで幅広い環境にさらされ初期生育が不安定となる。これまでに種子の播種前処理(種子プライミング技術)により、不良環境下での生育向上が報告されている。本研究では環境に応じてプライミング効果として報告されている、種々の生理的な特徴や、素早い出芽や発根といった形態的な生育の特徴が、土壌水分条件に応じてどのように選択的、複合的に働いているのかという点を明らかにする。

研究実績の概要

サブサハラアフリカ地域において行われている陸稲栽培では、主に水資源を降雨に依存している。そのため不安定な土壌水分が大きな問題の1つとなっている。これまでに、イネ種子の播種前処理(種子プライミング技術)による播種後の生育向上が報告されている。本研究では水のみを用いて処理を行うハイドロプライミング処理(以降、プライミング)について、土壌水分や成長段階に応じたプライミング効果を詳細に明らかにすることを目的とした。
プライミング効果は土壌水分条件に応じて多様であると考えられたことから、まず播種後の土壌水分条件がプライミング効果に及ぼす影響の比較検討を行った。その結果、素早い出芽というプライミング効果について、弱い土壌水分ストレス条件下で顕著な応答であることが示唆された。一方で厳しい乾燥条件下において、プライミング効果として根の発達促進が顕著であった。
次に、環境によって変化するプライミング効果について生育期間を通じたデータの体系化を試みた。湿潤から乾燥までの幅広い土壌水分条件下において、前述の結果と同様に土壌水分環境に応じて異なるプライミング効果が認められた。湿潤条件下において、生育初期に明瞭なプライミングの効果が認められた一方で、生育中期および後期においてイネはプライミング処理の有無に関わらず良好な生育を示した。土壌乾燥条件下において、生育中期にプライミング区は無処理区に対して素早く生育を回復した。そのため生育の遅延が緩和されることが明らかになった。以上の結果からプライミング処理によって、天水条件下での陸稲栽培において生育後期の降雨量減少の収量低下への影響を低減できる可能性が示唆された。
このように、本研究では段階的に異なる湿潤から乾燥までの土壌水分条件に応じて異なるイネの成長に応じたプライミング効果を詳細に明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020 その他

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

  • [雑誌論文] Vitality of primed rice seeds sown under prolonged dry soil conditions in an upland field2022

    • 著者名/発表者名
      Nakao Yoshihiro、Tamaru Shotaro、Yabuta Shin、Sakagami Jun‐Ichi
    • 雑誌名

      Crop Science

      巻: - 号: 3 ページ: 1277-1287

    • DOI

      10.1002/csc2.20736

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drought escape during the late growth stage through early recovery from initial drying stress by hydropriming of upland rice2022

    • 著者名/発表者名
      Nakao Yoshihiro、Yoshino Minoru、Miyamoto Kisho、Yabuta Shin、Kamioka Rieko、Hatanaka Keisuke、Sakagami Jun-Ichi
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: - 号: 3 ページ: 269-279

    • DOI

      10.1080/1343943x.2022.2054830

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic Diversity of Hydro Priming Effects on Rice Seed Emergence and Subsequent Growth under Different Moisture Conditions.2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakao, Chiharu Sone, Jun-Ichi Sakagami
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 11 号: 9 ページ: 994-1005

    • DOI

      10.3390/genes11090994

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 乾燥土壌条件下で長期間埋設されたイネのプライミング種子における生存能力の検討2021

    • 著者名/発表者名
      中尾祥宏、田丸翔太郎、籔田伸、坂上潤一
    • 学会等名
      日本作物学会第251回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of seed hydro-priming on initial, middle and late growth stage of rice under the different soil moisture conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakao, Minoru Yoshino, Kisho Miyamoto, Aki Hoshiyama, Eri Ishikawa, Jun-Ichi Sakagami
    • 学会等名
      Asia Crop Science Association Conference 10th
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/yoshihironakao

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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