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2015 年度 実績報告書

大気CO2上昇下で高い生産性を発揮するイネ科・マメ科作物の品種選抜手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25292011
研究機関岩手大学

研究代表者

下野 裕之  岩手大学, 農学部, 准教授 (70451490)

研究分担者 川崎 通夫  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30343213)
義平 大樹  酪農学園大学, 農学生命科学部, 教授 (50240346)
田中 佑  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (50634474)
青木 直大  東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70466811)
熊谷 悦史  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他部局等, 研究員 (80583442)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード選抜 / 大気CO2濃度上昇 / イネ / ダイズ
研究実績の概要

予測される世界人口の増加に伴う食料危機を回避するため,進行している大気中CO2濃度増加を「資源」として生産性の向上に効率的に結び付ける適応品種の選抜は欠くことができない.従来の育種では約10年を要する選抜の中,選抜を行った時点のCO2濃度に適した品種の選抜にとどまっている.本研究は,急速に増加する大気CO2濃度を効率的に「資源」として利用できる適応品種の低コストかつ信頼のおける選抜手法の確立を目的とする.本研究では,高濃度CO2による生産性の増加プロセスを考慮し,CO2が主として作用するメカニズムが異なる6つの方法について,高濃度CO2応答が同定されたイネ科・マメ科作物の複数品種を共通に比較検討し,再現性のある最適な手法を明らかにすることを目的とした.

その結果,2つの手法が有効であることを明らかにした.1つ目は,栽植密度を用いた方法で,栽植密度を低くとしたときの応答性,疎植応答性が高い品種がよりCO2応答性が高いことをイネとダイズで確認した.さらに栽植密度を用いた手法については,インディカイネ452品種を用いたゲノムワイド関連解析を行い有意なQTLを見出し,そのQTLの効果を高濃度CO2条件で確認した.2つ目は,年次によるバイオマスの可塑性(Finlay-Wilkinsonの回帰)を用いる手法で,全品種の平均と個別の品種の値の間での相関をとり,その回帰直線の傾きを品種別に算出したところ,その傾きが高いほど,CO2応答性が高いことをイネとダイズで確認した.

以上,一連の研究により,2つの選抜方法が将来の高濃度CO2下で高い生産性を示す品種選抜に有効であることを見出した.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Finlay-Wilkinson’s regression coefficient as a pre-screening criterion for yield responsiveness to elevated atmospheric CO2 concentration in crops.2016

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, E., Homma, K., Kuroda, E. and Shimono, H.
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 0 ページ: 0

    • DOI

      10.1111/ppl.12468

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phenotypic plasticity conditions the response of soybean seed yield to elevated atmospheric CO2 concentration2015

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, E., Aoki, N., Masuya, Y., and Shimono, H.
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 169 ページ: 2021-2029

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1104/pp.15.00980

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高濃度CO2適応性におけるインド型イネ品種のゲノムワイド関連解析2016

    • 著者名/発表者名
      菊池慎二・Raju Bheemanahall・Krishna S.V. Jagadish・熊谷悦史・舛谷悠祐・黒田栄喜・下野裕之
    • 学会等名
      第241回日本作物学会講演会
    • 発表場所
      茨城大学 水戸キャンパス(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2016-03-28
  • [学会発表] 北海道で育成された秋播性コムギ新旧品種の収量性および疎植適応性2016

    • 著者名/発表者名
      竹林佳南・義平大樹・村田容子・下野裕之
    • 学会等名
      第241回日本作物学会講演会
    • 発表場所
      茨城大学 水戸キャンパス(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2016-03-28
  • [学会発表] 栽植密度を用いた大気CO2上昇下で高い生産性を示すコムギ品種の選抜方法―北海道の春播性コムギの疎植適応における品種間差異(2ヶ年の結果)―2015

    • 著者名/発表者名
      村田容子・竹林佳南・義平大樹・下野裕之
    • 学会等名
      日本育種学会・日本作物学会北海道談話会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-12-05
  • [学会発表] 栽植密度を用いた大気CO2上昇下で高い生産性を示すコムギ品種の選抜方法―過去50年間に北海道で育成された秋播性コムギの疎植適応における品種間差異―2015

    • 著者名/発表者名
      竹林佳南・村田容子・義平大樹・下野裕之
    • 学会等名
      日本育種学会・日本作物学会北海道談話会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-12-05

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公開日: 2017-01-06  

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