水分ストレス下の根の形態・機能の変動解明によるマメ科植物の耐旱性評価

• 担当機関: 中国農業試験場
• 研究期間: 1993～1994
• 研究担当者: 花田俊堆; 吉田泰二; 作物開発部; 白土宏之; 松井重雄; 畑地利用部; 掘 兼明
• 発行年度: 1994
• 要約: 水分ストレス下の根の形態・機能の変動解明により、植物の耐旱性を明らかにする。土壌水分制御、萎凋過程の根系観察、培地の浸透圧上昇の３種の手法を用い、マメ科植物の耐旱性を比較したところ、同一の判定結果を得て、耐旱性評価に有効である。
• 背景・ねらい: 培地の水分ストレスにともなう根の形態・機能の変動を解明し、植物の耐旱性を評価する技術を開発する。そのため、土壌水分制御、萎凋過程の根系観察、培地の浸透圧上昇の３つの手法を用いて、マメ科植物（クロタラリア、キマメ、ダイズ）の耐旱性の種間差を比較検討した。

成果の内容・特徴

1. 土壌水分制御による耐旱性評価：土壌水分・温度制御装置を用い、地温30℃の条件で土壌水分を-0.003～-0.04MPaに設定した。クロタラリア及びダイズは低水分区ほど根重、主根長及び分枝根数が劣る。これに対して、キマメは-0．04MPaまでの低水分条件では、ほとんど　生育低下が認められない（表１）。
   
2. 萎凋過程の根系観察による耐旱性評価：根箱に土壌を充填し、播種時のみ給水し、萎凋過程の蒸散量の変化と根の形態観察を行った。ダイズの蒸散量は14日目以降著しく低下するが、クロタラリア、キマメの蒸散量は高い値を維持する（図１）。蒸散量の低下と並行して、ダイズの根の伸長は抑制されるが、クロタラリア、キマメの根は乾燥が進んでも伸長を続け、２次根まで発生する（表２）。
   
3. 培地の浸透圧上昇による耐旱性評価：水耕幼植物をＰＥＧ（ポリエチレングリコール）添加培地に移植して水ストレスを与えた。水ストレスによる乾物重低下は、ダイズとクロタラリアが大きく、キマメは小さい。対照区を100としたＰＥＧ区の蒸散速度割合は、クロタラリアが11、ダイズが24、キマメが22である。ＰＥＧ処理による葉、根の水ポテンシャルの低下度合はダイズが最も小さく、クロタラリアが次ぎ、キマメが大きい（表３）。
   
4. このように、3種の異なる評価法を用いたマメ科植物の耐旱性の判定結果は、キマメ＞クロタラリア＞ダイズの順で、ほぼ同一の結論に達した。したがって、これらの手法は耐旱性評価に極めて有効である。
   

• 成果の活用面・留意点: 培地の水分ストレス設定にあたっては、中程度までの乾燥条件には土壌水分・温度制御装置が、著しい低水分条件にはＰＥＧ法が適している。また非破壊的な根の伸長観察には根箱法が適している。
• カテゴリ: 乾燥 大豆 播種 評価法