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2019 年度 実績報告書

北米干ばつ地帯におけるフィールド調査に基づく耐乾燥性エネルギー作物の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04615
研究機関北海道大学

研究代表者

山田 敏彦  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70343952)

研究分担者 中島 大賢  北海道大学, 農学研究院, 助教 (70710945)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードバイオマス作物 / 耐乾性 / 遺伝資源 / 特性調査
研究実績の概要

1. RAD-seq等の遺伝多型情報からグループ分けした野生系統および園芸品種から構成されるススキ属(Miscanthus spp.)コア集団から選抜した系統について、北大の降雨を遮断したハウス施設内に設置した土壌センサーと電磁弁制御で得られる干ばつ条件で耐乾性評価を行うとともに植物光合成総合解析システム(LI-6400XT)を用いて光合成能特性関連のパラメーターを計測した。また、同様のススキ属の材料を供試して、アメリカ合衆国ユタ州ブリガムヤング大学の温室内においても、1週間に一度の潅水による段階的な干ばつ条件を設定する条件で、耐乾性評価と光合成能特性関連の各種パラメーターを計測した。両試験で得られたデータを基に干ばつストレス指数(DSI)を作出し、主成分分析を行い、乾燥耐性の順位を同定した。日米で実施された両試験では、地点による交互作用はみられるものの、乾燥耐性に優れる系統は日米両試験で一致した。ススキ属のオギ(M. sacchariflorus) はススキ(M. sinensis)に比べて、乾燥耐性に劣り、生育地の影響が考えられた。
2.長江―秦嶺山脈地域から収集されたススキ「PMS-285」は、中程度乾燥条件で、乾燥耐性に優れ、干ばつ条件でも比較的高い光合成能力を示した。活性酸素 (ROS)との関係性が示唆された。
3.ミスケーン植物体(ススキおよびオギとサトウキビとの雑種植物体)について、乾燥耐性と関連のある低温時での光合成能力に関する各種パラメーターを計測したところ、雑種個体は両親であるススキ属とサトウキビの中間であり、サトウキビへの低温環境適応性の付与にススキ属由来遺伝子が寄与できることが期待できた。乾燥耐性の検定は供試材料の準備が整わなかったので、試験期間終了後に、潅水制限による耐乾性評価を実施する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ブリガムヤング大学/イリノイ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ブリガムヤング大学/イリノイ大学
  • [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, Na Zhang, Nakashima T, Villanueva-Morales A, Stewart JR, Sacks EJ, Terajima Y, Yamada T
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11(11) ページ: 1318-1333

    • DOI

      10.1111/gcbb.12632

    • 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-Y, Nakashima T, Villanueva-Morales A, Stewart JR, Sacks EJ, Terajima Y, Yamada T
    • 雑誌名

      BioEnergy Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s12155-019-10066-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biomass yield in a genetically diverse Miscanthus sinensis germplasm panel evaluated at five locations revealed individuals with exceptional potential2019

    • 著者名/発表者名
      Clark LV, Dwiyanti MS, Anzoua KG, Brummer JE, Ghimire BK, Glowacka K, Hall M, Heo K, Jin X, Lipka AE, Peng J, Yamada T, Yoo JH, Yu CY, Hua Zhao, Long SP, Sacks EJ
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11 (10) ページ: 1125-1145

    • DOI

      doi.org/10.1111/gcbb.12606

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome-wide association and genomic prediction for biomass yield in a genetically diverse Miscanthus sinensis germplasm panel phenotyped at five locations in Asia and North America2019

    • 著者名/発表者名
      Clark L, Dwiyanti M, Kossonou Anzoua, Brummer J, Ghimire B, Glowacka K, Hall M, Heo K, in X, Lipka A, Peng J, Yamada T, Yoo JH, Yu CY, Zhao H, Long S, Sacks E
    • 雑誌名

      Global Change Biology Bioenergy

      巻: 11 (8) ページ: 988-1007

    • DOI

      10.1111/gcbb.12620

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of genomic selection and marker assisted selection in Miscanthus and energycane2019

    • 著者名/発表者名
      Olatoye OM, Clark LV, Wang J, Yang X, Yamada T, Sacks EJ, Lipka AE
    • 雑誌名

      Molecular Breeding

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s11032-019-1081-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Saccharum × Miscanthus Intergeneric Hybrids (Miscanes) show low temperature stress tolerance2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada T
    • 学会等名
      Plant & Animal Genome XVIII, San Diego, USA
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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