大気 CO₂ 濃度の上昇はコメの品質を低下させるが 高温耐性品種ではその影響が小さい

• 担当機関: （国）農業環境技術研究所
• 研究担当者: 長谷川利拡; 臼井靖浩; 酒井英光; 常田岳志; 中村浩史; 中川博視
• 発行年度: 2015
• 要約: 大気 CO₂ 濃度が高い条件では、白未熟粒が多発し、品質の指標である整粒率が大幅に低 下しました。その程度は高温年で大きく、将来の高 CO₂ ・高温環境では品質の低下が懸念 されます。ただし、高温耐性品種では、品質の低下が小さいことがわかりました。
• 背景・ねらい: 今後予測される大気 CO₂ 濃度の上昇は、光合成を高めて収量を増加させますが、高 CO₂ および温暖化条件がコメの収量・品質に及ぼす影響は、屋外条件で十分に検証されてい ません。そこで、開放系大気 CO₂ 増加（FACE）と水温上昇の組み合わせが、コシヒカ リの収量と品質に及ぼす影響を、屋外圃場で 3 か年調査しました。また、近年開発され た高温耐性品種が、高 CO₂ 環境でも高い品質を示すかについても検証しました。
• 成果の内容・特徴: 2010～2012 年に茨城県つくばみらい市において、大気 CO₂ 濃度を現在よりも 200 ppm 高めた屋外水田でイネを栽培する FACE (Free-Air CO₂ Enrichment) 実験を実施しま した（図 1 左）。また、CO₂ 区内の一画には、水温を 2℃高める加温区も設け（図 1 右）、 品種コシヒカリの収量および品質に及ぼす影響を調査しました。その結果、高 CO₂ 処理は、 現在の CO₂ 濃度区に比べて平均で 14％収量を増加させましたが、品質の重要な指標であ る整粒率（未熟米、割米などを除いた、整った米粒の割合）を、11 ポイントも低下させる ことがわかりました（表 1）。加温処理は、整粒率を 3 ポイント程度低下させましたが、収 量に対する影響は認められませんでした。高温・高 CO₂ 条件による整粒率の低下は、玄米 の基部が白く濁る基部未熟粒の多発によるもので、その発生程度は、玄米タンパク質含有 率の低下および登熟期間の気温の上昇によって大きくなることがわかりました（図 2）。 2012 年には、近年開発された高気温で優れた品質を示す高温耐性の 7 品種と対照 5 品種 に対して高 CO₂ の影響を調査しました。その結果、基部未熟粒率はいずれの品種でも高 CO₂ 処理により増加しましたが、その程度は高温耐性品種で小さく、現在の高温耐性育種 は、高 CO₂ による品質低下にもある程度有効であることがわかりました（図 3）。これらの 知見は、気候変動が収量・品質に及ぼす影響の予測および適応品種の育成に役立ちます。; ; 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
• 研究内容: http://www.niaes.affrc.go.jp/sinfo/result/result32/result32_28.pdf
• カテゴリ: 育種 温暖化対策 高温耐性 高温耐性品種 水田 品種