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クロロフィル蛍光の定量的評価にもとづく黒米「H50」のストレス耐性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K05942
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41050:環境農学関連
研究機関国立研究開発法人国際農林水産業研究センター

研究代表者

浅井 英利  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (30599064)

研究分担者 川村 健介  帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90523746)
AungZawOo  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (90909772)
池浦 弘  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 農村開発領域, 主任研究員 (40601430)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード黒米 / クロロフィル蛍光 / 最大量子収率 / ストレス耐性
研究開始時の研究の概要

黒米「H50」は、ルチン等の抗酸化物質を高蓄積し、乾燥ストレス条件下でも旺盛に生育できる特徴を有する。本研究の仮説として、「H50」の抗酸化物質を高蓄積する能力は、ストレスで誘発される光阻害を緩和する役割を果たし、乾燥以外の他の環境ストレス因子に対しても有効である、と考えた。
本研究の特徴は、①乾燥、塩害、リン欠乏に対するストレス応答を適切に評価するため、光阻害の指標となるクロロフィル蛍光の計測手法を開発すること、②各ストレス条件おいて、クロロフィル蛍光計測と生育モニタリングから、黒米「H50」の環境ストレス適応性を検証すること、である

研究実績の概要

昨年度の調査では、屋外でのポット試験を実施し、塩ストレスおよび乾燥ストレス条件下での「H50」を含むラオス産黒米品種5系統および白米5系統を供試し、クロロフィル蛍光の計測を行った。その結果、ストレス区において、最大量子収率(FV/FM)が有意に低下する傾向が認められた。しかしながら、ストレス区および非ストレス区のどちらの条件下でも、系統間での有意な差は認められず、ストレス条件下伝での「H50」の旺盛な乾物生産力をクロロフィル蛍光の観点から説明できなかった。
そこで、品種間差をより詳細に検証するため、本年度は品種数をそれぞれ黒米および白米を5系統から2系統に削減し、測定回数を1ポットあたり2回から4回に増やすことで、クロロフィル蛍光のデータ精度の向上を試みた。試験は乾燥ストレスのみを対象として実施し、ストレス区では播種後28日後から、計3回の乾燥ストレス処理を施した。クロロフィル蛍光の観測結果を解析したところ、昨年度同様にFV/FMはストレス区で低下しており、乾燥ストレスにより光合成活性が低下していること示された。一方で、品種間差については、測定回数を増やすことでデータ精度を向上を試みたものの、系統間差は認められなかった。以上の結果から、「H50]のストレス条件下での旺盛な乾物生産能力は、光合成活性を高く維持することではなく、その他の生理的・形態的要因によって支えられていることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の仮説として、不良環境条件でのラオス産黒米「H50」 の旺盛な乾物生産能力は、ストレス条件下でも光合成活性が高く維持されることに起因すると想定していたが、光合成活性の計測の結果、有意な差は認められなかった。

今後の研究の推進方策

ラオス産黒米「H50」の乾物生産と光合成活性の関係が認められなかったことから、根系形態に焦点をあて、系統間差の評価を実施する。

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2025 2024 2023 2022

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 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Enhancing nutritional quality of pigmented rice under salt stress: the role of temperature and environmental variability2025

    • 著者名/発表者名
      Oo Aung Zaw、Sun Minyu、Asai Hidetoshi、Homma Koki、Ikeura Hiroshi、Fujita Kaori、Win Khin Thuzar
    • 雑誌名

      Archives of Agronomy and Soil Science

      巻: 71 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1080/03650340.2025.2490798

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimizing phosphorus management to increase grain yield and nutritional quality while reducing phytic acid concentration in black rice (Oryza sativa L.)2023

    • 著者名/発表者名
      Oo Aung Zaw、Asai Hidetoshi、Kawamura Kensuke、Marui Junichiro、Nakahara Kazuhiko、Takai Toshiyuki、Saito Hiroki、Win Khin Thuzar、Pariasca-Tanaka Juan
    • 雑誌名

      Frontiers in Sustainable Food Systems

      巻: 7 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fsufs.2023.1200453

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seed phytic acid concentration affects rice seedling vigor irrespective of soil phosphorus bioavailability2023

    • 著者名/発表者名
      Oo Aung Zaw、Asai Hidetoshi、Win Khin Thuzar、Marui Junichiro、Saito Hiroki
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 175 号: 3

    • DOI

      10.1111/ppl.13913

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Phosphorus fertilizer management on grain quality and seed phytic concentrations of black rice for consumption and production.2024

    • 著者名/発表者名
      Oo, A. Z.*, Asai, H., Marui, J., Takai, T., Saito, H.
    • 学会等名
      Tropentag 2023
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラオス陸稲遺伝資源の収集、評価、活用.2024

    • 著者名/発表者名
      浅井英利*, 髙井俊之, 齊藤大樹, ウー・アウンゾー, 圓山恭之進, クーカム・ヴィライフアン, セントーン・ポンチャンミーサイ
    • 学会等名
      日本育種学会第146回講演会.
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Could pigmented rice be an alternative variety for increased nutritional security and mitigation of salinity stress?2023

    • 著者名/発表者名
      Aung zaw Oo
    • 学会等名
      Tropentag 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low phosphorus fertilizer requirement of black rice to achieve high yield and grain functionality while reducing grain phytic acid accumulation compared to brown rice2022

    • 著者名/発表者名
      Aung zaw Oo, ASAI Hidetoshi, KAWAMURA Kensuke, MARUI Junichiro, NAKAHARA Kazuhiko
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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