イネの水ストレスに対する可塑的な根系発育の機能評価とその遺伝制御機構

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本研究では、根系が発揮する発育的可塑性の、養水分吸収能の維持・促進を通じた機能的役割について評価した。土壌乾燥ストレスと窒素量の相互作用の影響を調べるため、根箱を用いた土耕実験を行った。染色体部分置換系統群(N/K CSSLs 54 lines)のうち、これまでの研究で乾燥ストレスに対し一貫して根系の可塑性を発揮することのできる、系統50番は、供試親である日本晴と比較して、土壌乾燥ストレス条件に応答して根系発育における可塑性を発揮し、その結果、日本晴より大きな根系を形成し、そのことによって、水吸収が促進され、高い乾物生産を示した。系統50番でみられた根系発育における可塑性は、施肥窒素量の影響を受け、最適窒素施肥量が存在することが明らかとなった。現在、系統50番が有する乾燥ストレスに対して発揮される根系の可塑性に関与する量的遺伝子座(QTLs)の座上領域の特定を進めている。根系の可塑性を具備する実用価値の高い品種育成に向けて、異なる遺伝資源を用いて、可塑性の機能的重要性を実際に天水田圃場にて検証した。栽培試験・調査対象地域によって、降水量、土壌中の水分分布、土壌の性質など水ストレスの特徴に大きな違いがあり、これらの環境要因がイネの生育に大きな影響を与えることが明らかとなった。供試した品種・系統の中で、これまでに実施してきた栽培試験の結果天水田適応品種・系統として有望と考えられているYTK191、YTK313(IR64染色体断片導入系統群)、DRS53(フィリピンイネ研究所において育成)は、赤外線サーモグラフィ装置で測定した蒸散量が他の品種・系統と比較して大きいことが明らかとなった。このことから、水ストレス条件下における根系発育が大きいことで、吸水能力が高いと考えられる。