| 研究課題/領域番号 |
19H03096
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| 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 |
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研究代表者 |
常田 岳志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (20585856)
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| 研究分担者 |
酒井 順子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (10354052)
西澤 智康 茨城大学, 農学部, 准教授 (40722111)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | メタン / 水田 / イネ / 水稲 / 品種 |
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| 研究実績の概要 |
多品種・多系統のイネを対象にメタン排出量を測定するため、携帯型メタン分析計を用いたフラックス測定法の開発・評価を進めた。スループットを大幅に高めることに成功した他、時間分解能の高いデータを使うことで、イネを経由する定常的な放出と、泡によって突発的に大気へ出てくる放出を分離定量する手法を開発した。その結果、これまで考えられていたよりも、バブリングによる排出の寄与が大きいこと、低メタン品種ではバブリングによる排出が少ないことがわかった。さらに溶存メタン濃度は、イネ経由のメタン排出とは一貫した傾向を示さないが、バブリングによる排出とは生育時期や品種を超えて高い相関を示す事が明らかとなった。
コシヒカリと低メタン品種タカナリの微生物性を比較した結果、タカナリは根に着生するメタン生成菌が少なく、株周辺土壌のメタン酸化遺伝子/メタン生成遺伝子比がコシヒカリより高いことが明らかとなった。一方、別の品種間では同様に調査しても微生物性とメタンフラックスとの対応を必ずしも説明できず、採取土壌コアを表層土壌、バルク土壌、根面土壌、および根に分けて鉄還元量や遺伝子数を調査したところ、一部データでメタンフラックスとの相関が検出された。
イネ種子に微生物（アゾアルカス属細菌）を接種して栽培することで非接種栽培よりもイネ栽培期間中のメタン発生量が約20%低減し、そのイネから収穫した玄米の外観品質が向上した。また、イネ栽培期間中の土壌メタアンプリコン解析から、イネ種子へ微生物を接種することによりメタン生成・酸化に関与する水田土壌微生物生態系に影響を及ぼすことが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
メタン排出量のハイスループット評価法に続き、イネ経由とバブリングという経路毎のメタン排出量を分離定量する手法が確立できた。経路毎のメタン排出量がわかったことで、多数のイネ品種・系統からのメタン排出量とその変動要因を解析するための基盤が整った。特に溶存メタン濃度はこれまでメタン排出量とは一貫した対応を示さなかったが、新しい手法を使うことで、バブリングによるメタン排出量とは高い相関を示す事が始めて見出された。メタン排出量の品種間差に関しては年次を超えて一貫して低い品種が複数見出されるなど進展があった。低メタン性のメカニズムに関しては、排出経路毎の解析が可能となったことで、土壌中のメタン賦存量との関係解明が大きく進展した。またメタン排出量の異なる品種の土壌・根のサンプルを採取済であり、根の張り方、微生物性などとの関係解析を現在進めている。昨年度明らかになった、サンプルの採取位置（イネ株からの距離や深度）による測定値の変動・ばらつきについても、検討を進めた。微生物性の網羅的解析は次年度に回すこととしたが、研究全体としては概ね順調に進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たに開発したメタン排出量の測定・評価法を用いて、特定の形質のみが異なるイネ系統を対象に、メタン排出量の評価を進め、低メタン性の原因となるイネ形質と表現型を探索する。測定・評価手法については既に1本の論文が掲載済であるが、関連する論文を2本、R3年度中に投稿し、本手法の周知と標準化を図る。
一方で絞り込んだ少数の低メタン品種を対象に、メカニズム解明のための試験を本格化する。イネの表現型としては、根の量、分布、老化・枯死とメタン排出との関係について調査する。さらに微生物性との関係については、メタン排出量が大きくことなる品種を対象に、根に棲息するメタン生成菌・酸化菌の存在量（DNAレベル）を調べる他、一部の系統についてはRNAレベルの網羅的解析を予定している。
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