Can gas film and ROL barrier, which relate to a plant water resistance, be a novel breeding aim in rice?

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近年では日本においても豪雨による農作物被害は甚大であり，農作物に耐水性を付与することは重要な農学的課題となっている．葉のガスフィルムと根のROLバリアは作物に耐水性を付与する重要形質であり，本申請課題では、葉の撥水性が消失するdripping wet leaf (drp)変異体とその親系統のKinmazeを用いて，両耐水性形質の発生メカニズムの解明を目指している．drp変異体は野生型のKinmazeと異なり，冠水2時間後にガスフィルムが消失したのに対して，撥水性は冠水6時間後まで高く維持されていた．Kinmazeでは，冠水9日後においてもガスフィルムは多く残存していたのに対して，撥水性の低下が既に確認された．drp変異体において，ガスフィルムが消失した冠水24時間後における葉身の表面構造を観察したところ，ワックス結晶は多く観察されなかったのに対して，乳頭状突起の構造に異常はみられなかった．一方で，Kinmazeにおいて，ガスフィルム消失が開始する冠水9日後の葉身を観察すると，冠水前と比較して，ワックス結晶の量は同様に多く維持されていたのに対して，乳頭状突起の構造に乱れが生じていた．以上のことから，drp変異体におけるガスフィルム低下の主要因はワックス結晶が存在しないことによる葉内部への水の浸透現象であるのに対し，Kinmazeでは乳頭状突起構造の乱れが関係していることが考えられた．完全冠水条件下において，両イネの地上部生長を調査したところ，葉齢の進行率がdrp変異体ではKinmazeよりも減少していた．第2位展開葉の葉鞘に含まれるデンプン含量を比較したところ，Kinmazeでは冠水日数が経過するにつれて減少したのに対して，drp変異体では一定の値で推移した．これらの結果から，冠水後にガスフィルムが消失するdrp変異体では，水中で呼吸による代謝を行うことができず，完全冠水条件下における地上部生長をKinmazeのように行うことができなかったことが示唆された．