耐肥性の異なるイネ品種における炭素代謝制御に関する研究

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耐肥性の異なるイネ品種において,出穂期までの葉鞘におけるデンプン蓄積が多窒素施肥によってどのような影響を受けるのか調査し,またその品種間差異をもたらす要因について検討することを目的として研究を行った.イネ葉鞘のデンプン含量をその葉鞘の出葉から登熟期にかけて経時的に調査した結果,実験に用いたすべての品種において,通常の施肥条件下と比べて多窒素施肥により出穂期の葉鞘のデンプン蓄積量が低下した.ただ,耐肥性の高い品種の場合,葉位によっては高窒素区でも通常の窒素施肥区と同程度まで葉鞘にデンプンを蓄積していた.また少なくとも,多窒素施肥条件下において,耐肥性の高い品種の出穂期におけるデンプン蓄積量は耐肥性の高い品種よりも有意に多かった.次にデンプン代謝関連酵素の活性を調査した結果,出穂期までのデンプンが葉鞘に急激に蓄積している時期において,すべての品種でADPグルコースピロホスホリラーゼおよびデンプン枝作り酵素活性の多窒素施肥による低下が生じていた.これら酵素活性の低下が多窒素施肥による葉鞘のデンプン蓄積の低下をもたらす原因の一つであると考えられる.しかし,高窒素施肥区における出穂期までのデンプン蓄積量の品種間差はデンプン合成に関わる酵素活性の変化では説明できなかった.そこでデンプン含量の日変化を調査した結果,耐肥性の低いインド型品種で葉鞘における一日の間のデンプン分解過程が多窒素施肥により活性化されることが示唆された.よって耐肥性の低い品種の葉鞘では,多窒素施肥条件下でデンプン合成に関わるAGPaseとSBEの活性低下が生じ,さらに一日の間のデンプン分解過程が活性化されることで出穂期までの蓄積デンプン含量が耐肥性の高い品種よりも低下すると結論した.