Faculty of Applied Biological Sciences Gifu University

研究概要

人口の増加、耕地の減少、資源の枯渇、さらには経済のグローバル化により、食料・植物バイオマス資源の必要量は急速に増加しています。これに対応するためには、不良な土壌での省資源型の生産体系を確立することが必要と考えられています。不良土壌とは、酸性土壌、塩類集積土壌、重金属集積土壌をさす言葉ですが、実に全世界の”農耕地””林地”として使用できる土壌の７０％は不良土壌に分類されます。これらの土壌では、植物の生産性が低く、それを補うためには、資源・エネルギーを投入することが必要になります。私たちは、このような環境でも、少ない資源・エネルギー投入で生産を行える”耐性植物”を作出することを目的として研究を進めています。
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典型的な酸性土壌　（１）
写真奥では１ｈａあたり１０ｔの石灰を投入して中和している。
無石灰区では作物は根が張れず、乾燥期に枯死している。
（南ア共和国で撮影）

酸性土壌とは？

温帯から熱帯の多雨地域（年間降水量が多い地域）では、土壌中の塩基（ＣａやＭｇなど）が雨水の浸透と共に失われ土壌は酸性化します。この土壌では、植物に対して毒性が強いアルミニウムが可溶化して根の伸長が阻害され、植物は旱魃抵抗性を失い、養分吸収能力も低くなります。

典型的な酸性土壌　（２）
酸性土壌では、養分欠乏も収量低下の原因となる。
写真は、典型的なマグネシウム欠乏を呈している。
肥料を与えることが経済的に困難な場合、生産性は低下する。
（南ア共和国現地農家で撮影）

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酸性土壌耐性メカニズムの解明に向けて

酸性土壌耐性には、種間差・品種間差（右上の写真を参照）が存在します。その生理機構を遺伝子のレベルで解明することを”分子生理学”と呼び、生化学・遺伝学・分子生物学などの生物学の基本的な手法を用いて研究します。私たちのグループでは、耐性と感受性の材料を生理学的、遺伝学的、ゲノム科学的に比べることで、耐性原因遺伝子の特定と耐性メカニズムの解明を目指します。
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酸性土壌耐性の品種間差
酸性土壌耐性には、品種間差・種間差が存在する。
小麦の耐性(右）・感受性（左）品種を石灰投入量を変えた酸性土壌で栽培すると、
耐性品種は石灰投入量が少なくても生育できることがわかる。

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