大気CO2増加に対する水稲成長応答の品種間差異のメカニズムの解明

阐明水稻生长对大气二氧化碳浓度增加反应的品种间差异机制

• 批准号: 09F09515
• 负责人: 長谷川 利拡
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: National Institute for Agro-Environmental Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09515/
• 关键词: 気候変動; イネ; 大気CO_2濃度; 光合成応答低下; 遺伝的変異; FACE; 温暖化; 気候変動; イネ; 大気CO_2濃度; 光合成応答低下; 遺伝的変異; FACE; 温暖化

大気CO_2濃度の上昇は光合成を促進し作物収量にプラスの影響を与えるが、これまで品種によっては高CO_2による増収効果が異なることがわかりつつある。それらの品種の応答低下の程度を、他の品種と比較するとともに、その違いをもたらす生理的・生化学的機構を明らかにできれば、CO_2施肥効果の向上に役立つものと考えられる。そこで、本研究では、日中開放系大気CO_2増加(FACE)実験でCO_2応答が特徴的であった品種を供試して、同一の実験プラットフォームで比較実験を行なう。さらに、応答低下の程度を解析することによって、品種間差異のメカニズムの解明を試みる。本年度は、茨城県つくばみらい市に開設したFACE実験施設にて、開放系水田条件で高CO_2濃度処理(外気+200ppm)を行い、品種の生理、収量応答を比較した。供試品種はShanyou63(SY)、86you 8 hao (86)、コシヒカリ(KH)である。これまでの報告と同様に、FACE処理は籾収量を増加させたが、SYの増収率は40%以上と他の2品種と比べて大きかった。光合成速度は、生育前半にはいずれの品種もFACE処理によって増加したが、生育後半にはKH、86では高CO_2に対する応答が低下したのに対し、SYでは30%以上の促進が維持された。葉身の窒素濃度は、KH、SYで生育後半にFACE処理によって明らかに低下したが、SYでは処理の影響は認められなかった。以上から、籾収量のCO_2増加、水温上昇に対する品種間差異とガス交換との間には関連性が認められ、光合成の応答低下の小さい品種が高CO_2による増収率が高かった。また、光合成の高CO_2に対する応答の低下には、葉身窒素のCO_2応答の品種間差異が関連する可能性が示唆された。

大气中的CO_2浓度增加会促进光合作用，并对作物产量产生积极影响，但已经发现，由于多样性，由于较高的CO_2而产生的收益率会增加。如果我们可以将这些品种的响应降低程度与其他品种进行比较，并阐明导致差异的生理和生化机制，则认为它可用于改善CO_2的施肥效应。因此，在这项研究中，测试了露天CO_2增加（面部）实验中具有特征性CO_2响应的各种品种，并在同一实验平台上进行了比较实验。此外，我们试图通过分析响应减少的程度来阐明瓦体间差异的机制。今年，在Tsukubamirai City，Ibaraki县开设的面部实验设施中，用开放的稻田进行了高CO_2浓度，并比较了该品种的生理和产量反应。标本是Shanyou63（SY），86You 8hao（86）和Koshihikari（KH）。如前所述，与其他两个品种相比，面部处理增加了大米的产量，但SY产量增加了40％或更多。在增长的上半年，两种品种的面部处理都会提高光合率，但是在下半年，KH和86的高co_2响应降低，而在SY中，促进率的速度下降了30％或以上。在KH和SY生长的后半部分，通过面部处理清楚地降低了叶片中的氮浓度，但在SY中未观察到治疗的影响。从上面的角度来看，水稻CO_2产量的增加与水温和气体交换种类的差异与光合作用响应较小较小的品种之间存在关系，显示出高收益率，这是由于较高的CO_2。还提出，叶叶片氮的CO_2反应的种间差异可能与对光合作用高CO_2的响应减少有关。