農業環境技術研究所 > 刊行物 > 研究成果情報 > 平成27年度 (第32集)

［要約］

多収品種タカナリでは、通常なら充実しないような弱勢籾の成長が、高CO₂濃度で大きく促進され、増収に貢献することがわかりました。将来の高CO₂濃度環境下での品種開発に役立つ知見です。

［背景と目的］

これまでの研究より、多収品種タカナリは、将来の高いCO₂濃度下でも高い収量性を示すことがわかっていますが、収量と品質を左右する子実の炭素・窒素蓄積過程が高CO₂によってどのように影響されるかは明らかではありませんでした。そこで、開放系大気CO₂増加（FACE）実験水田でタカナリと対照品種コシヒカリを栽培し、子実中の炭素・窒素含有量の出穂から収穫までの変化を調査しました。

［成果の内容］

2011年に茨城県つくばみらい市で、大気CO₂濃度を現在よりも200 ppm高めるFACE実験を実施し（図1）、2品種の子実の成長を比較しました。穂の上部に着き、充実しやすい強勢籾（図2）では、炭素蓄積に及ぼす高CO₂の影響は明らかではありませんでした（図3上）。一方、穂の基部に着き、通常は充実しにくい弱勢籾の炭素蓄積は、両品種で高CO₂によって増加しましたが、その影響は特にタカナリで明らかで、成熟期には強勢籾と同じ水準に達しました（図3右上）。コシヒカリでは、強勢籾の窒素蓄積は高CO₂によって著しく低くなりました（図3左下）が、弱勢籾の窒素蓄積は高CO₂の影響を受けず、成熟期には強勢籾と同じ水準に達しました（図3左下）。高CO₂による籾の窒素濃度の低下は白未熟粒の発生を助長することから、コシヒカリでは充実の良い籾で白未熟粒率が多発することが懸念されます。これに対し、タカナリの窒素蓄積は、強勢籾では出穂2週後頃から一時的に高CO₂によって抑制されたものの、成熟期には回復し、弱勢籾では高CO₂区で常に高く推移しました（図3右下）。このように、タカナリでは、高CO₂によって、通常では充実しない弱勢籾の成長が大きく促進されること、および成熟期の窒素蓄積が強勢籾においても低下しないことを通じて、高CO₂下での多収と品質維持が実現できるものと考えられました。以上の知見は、将来の高CO₂環境に適した品種の開発に役立ちます。

本研究は農林水産省プロジェクト「農林水産分野における地球温暖化対策のための緩和および適応技術の開発」および文部科学省科学研究費補助金「植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高CO₂応答の包括的解明」による成果です。