静電特性に着目したイネ不稔籾の迅速判別手法の確立

• 研究課題/領域番号: 20K06010
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 福岡 峰彦 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, 上級研究員 (40435590)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: イネ / 不稔率 / 稔実率 / 高温不稔 / ハイスループット

研究開始時の研究の概要

温暖化に伴い、高温不稔によるイネの減収が懸念される。発生実態の解明と対策技術の開発には、多様な環境条件における高温不稔の発生実態の定量的評価が欠かせない。しかし、籾の稔／不稔の評価は非効率的な手作業に依存しているのが現状である。このことは調査の「空間的×時間的×遺伝的」な広がりと分解能を厳しく制約しており、実態の網羅的な把握と解明を阻んでいる。本課題はこのような現状を打破するため、籾の「静電選別」に着目し、稔実の成否を迅速に判別しうる籾の物理・形態的特性を解明するとともに、機械化可能な選別・評価手法を開発しようとするものである。

研究成果の概要

本研究では、イネの籾の内部に子実が正常に形成された稔実籾と、高温等の影響により受精に失敗した結果として籾の内部に子実が形成されなかった不稔籾を、静電分別により簡便かつ非侵襲的に判別する方法を開発した。不稔籾と稔実籾が混在している乾燥籾サンプルを対象として、高電圧帯電装置を用いてコロナ放電により帯電させた樹脂板を接近させることにより、稔実籾に対して相対的に軽量な不稔籾を帯電させた樹脂板の表面に対して選択的に静電吸着させ、不稔籾を一括して乾式かつ非破壊的に分別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

イネの籾の稔・不稔の判別には従来、籾を一粒一粒指で押さえた際の触感により子実の有無を判定する方法や、薬液による子実の染色および籾殻部分の脱色を行ったのちライトテーブル等を用いて籾に可視光を透過させて子実の有無を判定する方法が用いられてきたが、圧迫による構造の破壊や薬液による変性といった不可逆的な変化が籾に生じうる侵襲的な方法である上、多大な労力を要するという課題があった。一方、本研究で開発した方法は非破壊的かつ乾式であるため、稔・不稔の判別に要する労力を軽減できることから、温暖化により発生の増大が懸念される高温不稔の発生実態の把握や対策技術の開発を加速することが期待される。