JP2023035491A - イネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置 - Google Patents

イネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置 Download PDF

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Junichi Tanaka
洋二郎 谷口
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Abstract

【課題】品質が高く、種子質量が大きい交配種子を得ることができ、安定的に高速世代促進技術を用いた育種を行うことができるイネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置の提供。【解決手段】外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であって、前記人工光として白色光をイネ科植物に照射して育成させる第１の工程と、前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる第２の工程と、を含み、前記イネ科植物の交配期間に、前記第１の工程から前記第２の工程に変更するイネ科植物の育成方法である。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、イネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置に関する。
イネ科植物の高速世代促進技術は、１）短期間での準同質遺伝子系統（ＮＩＬｓ）の開発、２）ＮＩＬｓを起点とする高速遺伝子集積、３）育種選抜初期集団の高速開発など、効率的及び効果的な品種開発のための基盤技術としてその応用が期待されている。いずれの場面でも、目的の品種や系統間の交配が必要になる。
一般的に、高速世代促進条件下で得られるイネ科植物の植物体及びその穂は小さく、穎花数が限られている。このような中、確実に交配種子を得て、得られた種子を確実に発芽させ、良好に生育させることは、高速世代促進技術を用いた育種システムを安定的に運用するために不可欠である。
従来、高速世代促進技術を用いた育種システムにおいて、光条件が重要であることが知られている。例えば、イネを密植条件かつ短日条件で、青色光を照射して栽培するイネの生産方法が提案されている（特許文献１参照）。この提案の方法では、青色光によりイネの開花が促進され、密植条件とすることにより穂の総数が増えるため、イネを短期間で低コストに育成収穫することができる。
また、間欠的な光、具体的には赤色ＬＥＤをイネに照射し、イネにおける照度がイネの光補償点以下の照度であるイネの育成方法も提案されている（特許文献２及び非特許文献１参照）。この提案の方法では、イネの生育を促進し、収穫量を増大させることができる。具体的には、収穫した籾及び玄米の全体の重さ、全粒数、１穂当り粒数、１ｍ２当り穂重、１ｍ２当り粒数などを増大させることができる。しかしながら、この提案の方法では、１，０００粒重には変化がなく、玄米自体の大きさや登熟に影響を与えるものではない。
したがって、発芽率及びその後の生育が良好である品質の高い交配種子を得ることができ、安定的に高速世代促進技術を用いた育種を行うことができるイネ科植物の育成方法、前記イネ科植物の育成方法に使用し得るイネ科植物育成用装置の提供が強く望まれているのが現状である。
特開２０１０－２３３５０９号公報 特開２００５－１７６７９８号公報
中村 和重ら，明治大学農学部研究報告，第１３８号（２００４），ｐ．３５～３９
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、品質が高く、種子質量が大きい交配種子を得ることができ、安定的に高速世代促進技術を用いた育種を行うことができるイネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であって、
前記人工光として白色光をイネ科植物に照射して育成させる第１の工程と、
前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる第２の工程と、
を含み、
前記イネ科植物の交配期間に、前記第１の工程から前記第２の工程に変更することを特徴とするイネ科植物の育成方法である。
＜２＞ 外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であって、
前記人工光として白色光をイネ科植物に照射して育成させる第１の工程と、
前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる第２の工程と、
を含み、
前記イネ科植物の交配期間に、前記第１の工程から前記第２の工程に変更することを特徴とするイネ科植物の育成方法である。
＜３＞ 第２の工程の人工光は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法である。
＜４＞ 第１の工程において、イネ科植物の交配が、切穎したイネ科植物を用いて行われる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法である。
＜５＞ イネ科植物の世代促進のために用いられる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法である。
＜６＞ イネ科植物の育成のために用いられるイネ科植物育成用装置であって、
前記イネ科植物を収容可能な収容手段と、
前記収容手段の内部に白色光を照射する第１の光照射手段と、
前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射する第２の光照射手段と、
前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替える切替え手段と、
を有することを特徴とするイネ科植物育成用装置である。
＜７＞ イネ科植物の育成のために用いられるイネ科植物育成用装置であって、
前記イネ科植物を収容可能な収容手段と、
前記収容手段の内部に白色光を照射する第１の光照射手段と、
前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を照射する第２の光照射手段と、
前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替える切替え手段と、
を有することを特徴とするイネ科植物育成用装置である。
＜８＞ 第２の光照射手段が照射する光は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光である前記＜６＞から＜７＞のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置である。
＜９＞ 切穎したイネ科植物を用いて人工的に交配させたイネ科植物の育成のために用いられる前記＜６＞から＜８＞のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置である。
＜１０＞ イネ科植物の世代促進のために用いられる前記＜６＞から＜９＞のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置である。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、品質が高く、種子質量が大きい交配種子を得ることができ、安定的に高速世代促進技術を用いた育種を行うことができるイネ科植物の育成方法及びイネ科植物育成用装置を提供することができる。
図１Ａは、白色光の発光スペクトルの一例を示す図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対光強度である。 図１Ｂは、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光、又は発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光の発光スペクトルの一例を示す図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対光強度である。 図１Ｃは、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光、又は発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光の発光スペクトルの別の一例を示す図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対光強度である。 図１Ｄは、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たすが、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＜Ｂである光の一例を示す図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対光強度である。 図１Ｅは、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光の一例を示す図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対光強度である。 図２は、試験例２において、実施例１及び２、並びに、比較例１及び２で得られた交配種子Ｆ１の質量を測定した結果を示す図である。縦軸は、玄米の平均質量（ｍｇ）である。 図３は、本発明のイネ科植物育成用装置の全体構成の一例を示す図であり、イネ科植物育成用装置の前面の一部を破断してその内部の主要な構成を示す正面図である。 図４は、本発明のイネ科植物育成用装置の全体構成の一例を示す図であり、イネ科植物育成用装置の側面の一部を破断してその内部構成としての収容手段を主体に示す右側面図である。 図５は、本発明のイネ科植物育成用装置の内部構成を示した平断面図である。 図６Ａは、本発明のイネ科植物育成用装置の収容手段内における光源（第１の光照射手段及び第２の光照射手段）の配置の一例を示す収容手段の概略横断面図である。 図６Ｂは、本発明のイネ科植物育成用装置の収容手段の天井面における光源の配置を示した図６Ａ中のｂ－ｂ矢視方向の平面図である。 図６Ｃは、本発明のイネ科植物育成用装置の光源の構成の一例を示す概略外形図である。 図６Ｄは、本発明のイネ科植物育成用装置の光源が照射する光の照射パターンの一例を示す図である。 図６Ｅは、本発明のイネ科植物育成用装置の光源が照射する光の照射パターンの別の一例を示す図である。 図７Ａは、本発明のイネ科植物育成用装置の各収容手段の収容手段内の温変化の一例を示すグラフである。 図７Ｂは、本発明のイネ科植物育成用装置の各収容手段の昼夜サイクルと共に変化する収容手段内の温変化の一例を示すグラフである。 図７Ｃは、本発明のイネ科植物育成用装置の各収容手段で昼夜サイクルを互いに異なるように設定した収容手段内の温変化の一例を示すグラフである。
（イネ科植物の育成方法）
本発明のイネ科植物の育成方法は、外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であり、第１の工程と、第２の工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。前記第１の工程から前記第２の工程に変更する時期は、前記イネ科植物の交配期間である。
前記イネ科植物の育成方法は、後述する本発明のイネ科植物育成用装置により好適に行うことができる。
前記イネ科植物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イネ等のイネ属（Ｏｒｙｚａ）に属する植物；パンコムギ、クラブコムギ、デュラムコムギ等のコムギ属（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ）に属する植物；トウモロコシ等のトウモロコシ属（Ｚｅａ）に属する植物；オオムギ等のオオムギ属（Ｈｏｒｄｅｕｍ）に属する植物；ライムギ等のライムギ属（Ｓｅｃａｌｅ ｃｅｒｅａｌｅ）に属する植物；ケイヌビエ、タイヌビエ等のヒエ属（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ）に属する植物；スズメノヒエ、シマスズメノヒエ等のスズメノヒエ属（Ｐａｓｐａｌｕｍ）に属する植物；シコクビエ、オヒシバ等のオヒシバ属（Ｅｌｅｕｓｉｎｅ）に属する植物；メヒシバ等のメヒシバ属（Ｄｉｇｉｔａｒｉａ）に属する植物；アワ、アキノエノコログサ、エノコログサ、キンエノコロ、コツブキンエノコロ等のエノコログサ属（Ｓｅｔａｒｉａ）に属する植物；コバンソウ、ヒメコバンソウ等のコバンソウ属（Ｂｒｉｚａ）に属する植物；ススキ等のススキ属（Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ）に属する植物；メリケンカルカヤ等のウシクサ属（Ａｎｄｒｏｐｏｇｏｎ）に属する植物；カゼクサ、オオニワホコリ等のスズメガヤ属（Ｅｒａｇｒｏｓｔｉｓ）に属する植物；セイバンモロコシ等のモロコシ属（Ｓｏｒｇｈｕｍ）に属する植物；ヌカキビ等のキビ属（Ｐａｎｉｃｕｍ）に属する植物などが挙げられる。これらの中でも、イネ属（Ｏｒｙｚａ）に属する植物が好ましい。
前記イネ科植物として、イネ属に属する植物を用いる場合、そのイネ品種としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記イネ属に属する植物の品種群としては、例えば、ジャポニカ種、熱帯ジャポニカ種、インディカ種、ジャワニカ種などが挙げられる。
また、前記イネ属に属する植物の形状的分類としては、例えば、長粒種、短粒種、中粒種などが挙げられる。
本発明においては、これらのいずれも使用することができる。
本明細書において、「外部光」とは、工程ごとにその定義が異なる。
前記第１の工程において、「外部光」とは、白色光以外の光を意味する。
前記第２の工程において、「外部光」とは、以下の（１）又は（２）以外の光を意味する。
（１）発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光。
（２）発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光。
したがって、前記外部光としては、太陽光等の自然光に限られず、上記した第１の工程又は前記第２の工程で使用される人工光以外の人工光も含まれる。
本明細書において、「遮蔽」とは、外部光の影響を受けない環境を意味する。したがって、外部光の影響を受けない環境とすることができる限り、部分的遮蔽であってもよく、完全遮蔽であってもよいが、完全遮蔽であることが好ましい。これにより、前記イネ科植物に、人工光のみを照射することができる。
前記遮蔽の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外部光を透過しない構成を有するインキュベーター、恒温装置又は恒温室、バイオトロンなどを使用する方法が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
本明細書において、「人工光」とは、人工的な光源から発せられた光を意味する。
前記人工的な光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯、電灯、ストロボ、ネオン管、ブラウン管、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、蛍光灯、ＬＥＤが好ましい。
＜第１の工程＞
前記第１の工程は、前記人工光として白色光を前記イネ科植物に照射して育成させる工程である。前記第１の工程から前記第２の工程に変更する時期は、前記イネ科植物の交配期間である。したがって、前記第１の工程は、前記イネ科植物の種子から交配期間まで、前記イネ科植物を育成させる工程である。
前記第１の工程により、前記イネ科植物の到穂日数を短縮することができる。
前記イネ科植物の種子としては、発芽し得る状態のものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記イネ科植物の種子を入手する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、該イネ科植物を圃場等の野外で育成させて得られた種子であってもよく、該イネ科植物を人工環境下で育成させて得られた種子であってもよい。これらの中でも、高速世代促進技術を用いた育種において、迅速に前記イネ科植物の種子を得る観点から、前記イネ科植物を人工環境下で育成させて得られた種子が好ましい。
前記「交配」とは、前記イネ科植物の一の個体のめしべ（「雌」と称することがある）に、別の異なる個体の花粉（「雄」と称することがある）をかけることを意味し、これにより種子を得ることを「交配育種」という。
前記雌の植物個体は「種子親」、前記雄の植物個体は「花粉親」と呼ばれ、前記交配により得られた交配種子は、「Ｆ１」と呼ばれる。また、前記「交配」には、Ｆ１に、種子親又は花粉親を交配させる戻し交配も含まれる。
前記イネ科植物は自家受粉を行うため、通常、異なるイネ科植物の品種同士の交配は起こらない。そのため、前記「交配」を行う際は、通常、種子親は自己の花粉を受精しないようにするため、温湯除雄法によりおしべの花粉の活性を失活させる処理を行った後、種子親のめしべに、前記花粉親の花粉をふりかけることにより行われる。
前記交配を行う際、種子親のめしべに、花粉親の花粉をかける回数としては、１回であってもよく、複数回であってもよいが、複数回であることが好ましい。
また、前記交配を行う際、種子親のめしべに、花粉親の花粉をかける頻度及び方法としては、開花当日を含む２日間、好ましくは開花当日を含む５日間、開花から１時間以内に１回、好ましくは開花から２時間に渡り、１５分毎に７回、交配袋を左右に揺らす方法が、交配の効率を高めることができる点で好ましい。
前記イネ科植物の交配が行われたことは、交配後の果実が稔実し、穎花内の子房が肥大することにより確認することができる。交配後の果実が稔実しない場合、穎花内の子房は、通常肥大しない。
また、前記イネ科植物の品種に応じたマーカー遺伝子を使用したＰＣＲ法により確認することもできる。
本明細書において、「交配期間」とは、前記交配の１４日前～１０日後であり、好ましくは交配の７日前～５日後、より好ましくは５日前～３日後であり、交配を行っている時点だけを意味するものではない。したがって、前記第１の工程から前記第２の工程に変更する時期は、実際には、交配を行う前であってもよく、交配を行った後であってもよいが、交配を行う前であることが好ましい。なお、前記イネ科植物は、１本の穂に複数の花を有しており、通常、その開花は全て同時ではなく、複数の花において開花時期がずれる。そのため、前記「交配期間」は、前記イネ科植物の開花期間に基づき決定することができる。
前記イネ科植物の交配は、切穎したイネ科植物を用いて行われてもよい。
高速世代促進技術に限らず、イネ科植物の人工交配は、一般的に穎花上部を切除して交配を行う方法（切穎法）が広く行われている。本発明者らは、切穎して交配し、稔実した果実は、自然な交配（切穎法によらず、イネ科植物自体の開花時の受粉による交配）で得られる果実のような十分な肥大を示さず、小さく萎縮した果実を形成するという問題があることを知見した。
更に、本発明者らは、切穎法により得られた種子は、発芽が安定せず、仮に正常に発芽した場合であっても芽生えが小さく、その後の生育も２日間～３日間程度遅延するとう課題があることも知見した。そのため、従来、イネ科植物の高速世代促進技術による戻し交配において、切穎法により得られた種子を発芽させ、生育させたイネ科植物を一方の親とする場合、これと交配させる他方の親のイネ科植物は、前記一方の親の播種日から２日間～３日間程度遅らせて播種する必要があり、非常に煩雑であった。イネ科植物の高速世代促進技術では、数多くの品種について、同時進行で実施することも必要であり、それぞれの交配において、播種するタイミングをずらして実施することは困難であるという問題もあった。
これに対し、本発明のイネ科植物の育成方法を用いた場合、切穎法により得られた果実であっても十分な肥大を示すため、種子質量が大きい果実を得ることができ、更に得られた果実の発芽率及びその後の生育が良好である高品質の交配種子を得ることができるため、一般的なイネ科植物の育成方法のみならず、イネ科植物の高速世代促進技術においても非常に有用である。
前記白色光とは、色覚を与えない無色の光を意味し、可視光線の様々な波長の光が混ざった光である。
このような白色光を照射し得る光源としては、例えば、国際照明委員会（ＣＩＥ）が規定する、Ａ光源、Ｂ光源、Ｃ光源、Ｄ６５光源、Ｄ５５光源、Ｄ７５光源等の標準光源が挙げられる。なお、Ａ光源は、ＪＩＳ Ｚ ８７８１－２に、Ｄ６５光源はＪＩＳ Ｚ ８１０５によっても規定されている。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
また、前記白色光の色温度（Ｋ）としては、例えば、ＪＩＳ Ｃ ７６０１、ＪＩＳ Ｃ ７６２０－２、ＪＩＳ Ｃ ８１５５、ＪＩＳ Ｃ ８１５７などに規定されている白色光の色温度（Ｋ）が挙げられ、具体的には、昼光色（約６，５００Ｋ）、昼白色（約５，０００Ｋ）、電球色（約３，０００Ｋ）、白色（約４，２００Ｋ）、温白色（約３，５００Ｋ）などが挙げられる。前記白色光の色温度（Ｋ）は、例えば、黒体軌跡上に乗った色温度である。これらの中でも、前記白色光の色温度（Ｋ）は、昼白色（約５，０００Ｋ）が好ましい。前記白色光を照射することができる光源の具体例としては、蛍光灯光源（ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）が挙げられ、前記白色光の具体例としては、図１Ａに示す発光スペクトルなどが挙げられる。
前記第１の工程において、前記白色光を前記イネ科植物に照射する方法としては、特に制限はなく、前記外部光を遮蔽した環境下において、前記白色光を照射し得る光源からの光を照射することにより行うことができる。
前記第１の工程において、前記白色光を前記イネ科植物に照射する際の照射時間としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、短日条件であることが好ましく、１日当たり、８時間～１２時間がより好ましく、９時間～１１時間が特に好ましい。
前記第１の工程において、前記白色光を前記イネ科植物に照射する際の照度としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５，０００ルクス～１００，０００ルクスが好ましく、１５，０００ルクス～５０，０００ルクスがより好ましい。
前記照度は、光度計（例えば、ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定することができる。
前記第１の工程において、前記白色光を前記イネ科植物に照射する際の光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ：ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｔｏｎ ｆｌｕｘ ｄｅｎｓｉｔｙ）としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５０μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１～２，５００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１が好ましく、２００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１～１，０００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１がより好ましい。
前記ＰＰＦＤは、光合成に有効な４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域の光量子束密度であり、光度計（例えば、ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定することができる。
前記第１の工程において、前記白色光を前記イネ科植物に照射する際の照射距離としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５ｃｍ～７５ｃｍが好ましく、２０ｃｍ～５０ｃｍがより好ましい。
前記第１の工程における環境温度としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができ、明期と暗期で同じであってもよく、異なっていてもよいが、明期は２０℃～３５℃が好ましく、２６℃～３０℃がより好ましく、暗期は１８℃～２７℃が好ましく、１９℃～２７℃がより好ましく、２０℃～２５℃が特に好ましい。
前記第１の工程における相対湿度としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５０％～１００％が好ましく、７５％～９５％がより好ましい。
前記第１の工程における二酸化炭素（ＣＯ２）濃度としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、３００ｐｐｍ～１，５００ｐｐｍが好ましく、４５０ｐｐｍ～７００ｐｐｍがより好ましい。
＜第２の工程＞
前記第２の工程は、以下の第１の態様と、第２の態様に分けられる。
前記第２の工程により、品質が高く、種子質量が大きい交配種子を得ることができる。
前記第１の工程から前記第２の工程に変更する時期は、前記イネ科植物の交配期間である。具体的には、前記「交配期間」が交配の１４日前である場合は、前記第２の工程は、交配の１４日前及びそれ以降のイネ科植物を育成させる工程であり、前記「交配期間」が交配の１０日後である場合は、前記第２の工程は、交配の１０日後以降のイネ科植物を育成させる工程であることを意味する。
＜＜第１の態様＞＞
前記第１の態様としての前記第２の工程は、前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる工程である。
本明細書において、「発光スペクトル」は、分光光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定されたものであり、横軸を波長（ｎｍ）、縦軸を相対光強度（「光強度」と略記することがある）とし、相対光強度が波長に対してなめらかに変化する連続スペクトルである。前記相対光強度は、「０」～「１」の数字で表される。
波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の光は、本明細書において「赤色光」と称することがある。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光とは、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、前記赤色光の波長領域以外の波長領域にピークが１つ又は２つ以上存在する場合、前記赤色光の波長領域以外の波長領域におけるピークが示す光強度と比較して、前記赤色光の波長領域におけるピークトップの光強度が最大であることを意味する。
なお、前記赤色光の波長領域以外の波長領域におけるピークが示す光強度とは、前記赤色光の波長領域以外の波長領域におけるピークトップの光強度であってもよく、前記赤色光の波長領域にピークトップを有するピークの裾部が、前記赤色光の波長領域以外の波長領域に存在する場合は、前記ピークの裾部における光強度であってもよい。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップ数としては、特に制限はなく、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。
波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップ数が２つ以上の場合は、２つ以上のピークトップの中の少なくとも１つのピークトップが示す光強度が、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において最大であればよい。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光は、公知の光源を１種単独又は２種以上を組み合わせて使用することで調整することができる。具体例としては、白色光を照射し得る蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と、ＬＥＤ光源（例えば、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）とから共に照射した光などが挙げられる。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光の具体例として、図１Ｅに示す発光スペクトルなどが挙げられる。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光の具体例として、図１Ｂに示す発光スペクトル、図１Ｃに示す発光スペクトルなどが挙げられる。
前記第１の態様の光環境は、公知の装置を利用してもよく、公知の装置を改変して利用してもよい。例えば、公知のインキュベーターである、ＬＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－Ｓ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－Ｓ、ＬＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰＣ（以上、株式会社日本医化器械製作所製）などを改変し、蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と組み合わせて前記光環境とすることができる。
＜＜第２の態様＞＞
前記第２の態様としての前記第２の工程は、前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる工程である。
波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒは、赤色光の最大光強度である。
前記最大光強度Ｒは、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域に存在するピークトップの光強度であってもよく、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域以外の波長領域にピークトップを有するピークの裾部が、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域に存在する場合は、前記ピークの裾部における光強度であってもよい。
波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域の光は、本明細書において「青色光」と称することがある。したがって、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂは、青色光の最大光強度である。
前記最大光強度Ｂは、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に存在するピークトップの光強度であってもよく、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域以外の波長領域にピークトップを有するピークの裾部が、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に存在する場合は、前記ピークの裾部における光強度であってもよい。
波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域の光は、本明細書において「緑色光」と称することがある。したがって、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇは、緑色光の最大光強度である。
前記最大光強度Ｇは、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域に存在するピークトップの光強度であってもよく、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域以外の波長領域にピークトップを有するピークの裾部が、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域に存在する場合は、前記ピークの裾部における光強度であってもよい。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光は、公知の光源を１種単独又は２種以上を組み合わせて使用することで調整することができる。具体例としては、白色光を照射し得る蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と、ＬＥＤ光源（例えば、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）とから共に照射した光などが挙げられる。
発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光の具体例として、図１Ｂに示す発光スペクトル、図１Ｃに示す発光スペクトルなどが挙げられる。
前記第２の態様の光環境は、公知の装置を利用してもよく、公知の装置を改変して利用してもよい。例えば、公知のインキュベーターである、ＬＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－Ｓ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－Ｓ、ＬＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰ、ＬＰＨ－４１１ＰＦＱＰＴ－ＳＰＣ（以上、株式会社日本医化器械製作所製）などを改変し、蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と組み合わせて前記光環境とすることができる。
前記第２の工程において、前記第１の態様と、前記第２の態様の人工光による光環境は、個別に満たしていてもよく、同時に満たしていてもよいが、同時に満たしていることが好ましい。
前記第２の工程において、前記第１の態様と、前記第２の態様の少なくともいずれかの人工光は、更に、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光であることが好ましい。
波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆは、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルの曲線を、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下で定積分した値である。
波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆは、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルの曲線を、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下で定積分した値である。
波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆは、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルの曲線を、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満で定積分した値である。
前記Ｒｆ、前記Ｂｆ、前記Ｇｆは、公知の理論計算式によって算出することができる。前記算出は、公知の装置（例えば、分光光度計に備わる機能など）を用いて行ってもよい。
前記第２の工程において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを前記イネ科植物に照射する方法としては、特に制限はなく、前記外部光を遮蔽した環境下において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを照射し得る光源からの光を照射することにより行うことができる。
前記第２の工程において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを前記イネ科植物に照射する際の照射時間としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、短日条件であることが好ましく、１日当たり、８時間～１２時間がより好ましく、９時間～１１時間が特に好ましい。
前記第２の工程において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを前記イネ科植物に照射する際の照度としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５，０００ルクス～１００，０００ルクスが好ましく、１４，０００ルクス～５０，０００ルクスがより好ましい。
前記第２の工程において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを前記イネ科植物に照射する際の光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５０μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１～２，５００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１が好ましく、２００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１～１，０００μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１がより好ましい。
前記第２の工程において、前記第１の態様の人工光及び前記第２の態様の人工光の少なくともいずれかを前記イネ科植物に照射する際の照射距離としては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、５ｃｍ～７５ｃｍが好ましく、２０ｃｍ～５０ｃｍがより好ましい。
前記第２の工程における環境温度、相対湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度などとしては、特に制限はなく、前記イネ科植物の種類などに応じて適宜することができるが、前記第１の工程と同様の、環境温度、相対湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度が好ましい。
＜その他の工程＞
前記イネ科植物の育成方法は、本発明の効果を損なわない限り、前記第１の工程及び前記第２の工程以外のその他の工程を含んでいてもよい。
前記イネ科植物の育成方法は、簡便で迅速な育種を行うことができ、また切穎法により得られた果実であっても十分な肥大を示すため、種子質量が大きい果実を得ることができ、更に得られた果実の発芽率及びその後の生育が良好である高品質の交配種子を得ることができるため、一般的なイネ科植物の育成方法のみならず、イネ科植物の高速世代促進技術において好適に利用することができる。
（イネ科植物育成用装置）
本発明のイネ科植物育成用装置は、イネ科植物の育成のために用いられるものであり、収容手段と、第１の光照射手段と、第２の光照射手段と、切替え手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
前記イネ科植物育成用装置は、上記した本発明のイネ科植物の育成方法に好適に用いられる。
前記イネ科植物育成用装置で育成される前記イネ科植物としては、前記（イネ科植物の育成方法）の項目に記載のものと同様である。特に、前記イネ科植物育成用装置は、切穎したイネ科植物を用いて人工的に交配させたイネ科植物の育成に好適に用いられる。
＜収容手段＞
前記収容手段は、前記イネ科植物を収容可能な手段である。
前記収容手段は、前記イネ科植物を収容可能である限り、特に制限はないが、外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射し得る構成であることが好ましい。このような構成を有する収容手段としては、内部が密閉された構造であることが好ましい。
前記イネ科植物育成用装置における前記収容手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよく、複数であってもよい。
前記収容手段の数が複数である場合、各収容手段内の環境条件（例えば、光環境、温度、湿度、二酸化炭素濃度など）は、個別に環境条件を制御されてもよく、全ての収容手段を同時が制御されてもよい。
前記収容手段の形状としては、前記イネ科植物を収容可能である限り、特に制限はないが、略箱形状であることが好ましい。前記収容手段の数が複数である場合、前記収容手段は、左右方向、前後方向、上下方向の少なくともいずれかの方向に連続してされる。
前記収容手段は、前記イネ科植物を収容したり取り出したりするための開口を有し、この開口を有する面を「前面」とすることが好ましい。
＜第１の光照射手段＞
前記第１の照射手段は、前記収容手段の内部に白色光を照射する手段である。
前記第１の照射手段としては、前記収容手段の内部に白色光を照射することができるものであれば、特に制限はなく、例えば、国際照明委員会（ＣＩＥ）が規定する、Ａ光源、Ｂ光源、Ｃ光源、Ｄ６５光源、Ｄ５５光源、Ｄ７５光源等の標準光源が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。前記白色光を照射することができる光源の具体例としては、蛍光灯光源（ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）が挙げられる。
また、前記第１の照射手段が照射する光の色温度（Ｋ）としては、例えば、ＪＩＳ Ｃ ７６０１、ＪＩＳ Ｃ ７６２０－２、ＪＩＳ Ｃ ８１５５、ＪＩＳ Ｃ ８１５７などに規定されている白色光の色温度（Ｋ）が挙げられ、具体的には、昼光色（約６，５００Ｋ）、昼白色（約５，０００Ｋ）、電球色（約３，０００Ｋ）、白色（約４，２００Ｋ）、温白色（約３，５００Ｋ）などが挙げられる。前記白色光の色温度（Ｋ）は、例えば、黒体軌跡上に乗った色温度である。これらの中でも、前記白色光の色温度（Ｋ）は、昼白色（約５，０００Ｋ）が好ましい。
＜第２の光照射手段＞
前記第２の光照射手段は、以下の第１の態様と、第２の態様に分けられる。
＜＜第１の態様＞＞
前記第１の態様としての前記第２の光照射手段は、前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射する手段である。
前記第１の態様としての前記第２の光照射手段としては、前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射することができるものであれば、特に制限はなく、公知の光源を１種単独又は２種以上を組み合わせて使用することができるが、白色光を照射し得る蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と、ＬＥＤ光源（例えば、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）とが共に配されることが好ましい。
＜＜第２の態様＞＞
前記第２の態様としての前記第２の光照射手段は、前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を照射する手段である。
前記第２の態様としての前記第２の光照射手段としては、前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を照射することができるものであれば、特に制限はなく、公知の光源を１種単独又は２種以上を組み合わせて使用することができるが、白色光を照射し得る蛍光灯光源（例えば、ライフルックＮ－ＨＧ型、株式会社ホタルクス製）と、ＬＥＤ光源（例えば、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）とが共に配されることが好ましい。
前記第２の光照射手段が照射する光は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光であることが好ましい。
前記Ｒｆ、前記Ｂｆ、前記Ｇｆは、前記（イネ科植物の育成方法）の項目に記載した通りである。
＜切替え手段＞
前記切替え手段は、前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替える手段である。
前記切替え手段としては、前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替えることができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のスイッチなどを用いることができる。
以下に、本発明のイネ科植物育成用装置について、図を用いて具体的に説明するが、本発明のイネ科植物育成用装置は、これに限られるものではない。
図３は前記イネ科植物育成用装置の正面図、図４は前記イネ科植物育成用装置の側面図、図５は前記イネ科植物育成用装置の平断面図であり、図６Ａ～図６Ｃは、前記イネ科植物育成用装置の光源の構成の詳細を示した概略図であり、図６Ｄ及び図６Ｅは、それぞれ異なる種類の照射パターンを示す概略説明図であり、図７Ａ～図７Ｃは、所定の環境条件に設定した動作例での各収容手段の温度変化を示すグラフである。この実施形態でのイネ科植物育成用装置は、上下方向に５段重ねて配置した収容手段を有しており、これらの収容手段にイネ科植物を収容し、各収容手段を個別に所定の環境条件に設定することができるようにしている。
即ち、イネ科植物育成用装置１は、図３～図５に示すように、装置本体部２に、装置外部との遮蔽性を所定に確保した槽３を形成する。槽３は、断熱密閉構造であることが好ましい。この槽３内に、多段に配置したイネ科植物を収容する複数個の収容手段４を、該収容手段４外に槽内空気を循環させるための循環通路（送給用）５Ａ及び循環通路（復帰用）５Ｂを確保しながら、槽３内を所定に区画して形成している。この装置本体部２の下部に、基準となる温度を規定した媒体としての槽内空気を所定温度に調整して送給し循環通流させる第１温度制御手段である空調部６を設ける。一方、この装置本体部２の上部に、各収容手段４の環境条件を入力して設定し、かつ現状の環境状態を表示する操作パネル７と、入力された設定条件に従って各部の動作を制御する図示しない制御部とを有した設定入力部８を設けた構成を有する。これらの収容手段４は、循環空気の温度に基づき、各収容手段４の内部の温度をそれぞれの所定温度に調節する第２温度制御手段としての加温ヒータ９を有しており、上段になるほど槽３内の温度が高くなり、各収容手段４を個別に独立した温度設定を可能にしている。即ち、イネ科植物育成用装置１は、上段に向うに伴って各収容手段４の温度が、互いに所定の温度差を確保して、段階的に上昇する温度勾配を得られるようにされている。
装置本体部２は、薄板状のステンレス板及び鋼板を用いて、その外形状を直立した直方体形状の槽３を形成しており、この槽３を構成した前面部は、図３中の右端の縦方向周縁を縦軸のヒンジ軸にして横開き開閉可能に設けられた図４に示す外扉部３ａとされている。また、槽３の内面としての垂直な側壁面及び上下の水平な壁面には、軽量安価な断熱材である板状の発泡スチロール１１を、それぞれの面にほぼ全面的に接するように設けられていてもよい。これにより、槽３が断熱密閉槽として機能するため、断熱性が確保される。
各収容手段４は、それぞれが密閉性を有した略箱形状に形成され、例えば、横幅が約４０ｃｍで、奥行きが５０ｃｍ程度の床面を確保している。即ち、各収容手段４は、これらの各収容手段の左右の側壁面及び奥側の壁面となる垂直板１２によって、槽３内を左右方向に仕切り、また槽３内の奥側を仕切り、槽３の中央部の上下方向に長い空間部を確保した上で、この空間部を水平な棚板１３によって、上下方向に均等に区切って形成される。これらの収容手段４は、上下方向に揃えて多段に積み重ねた構成とされており、各収容手段４の左右の両脇には、最下段の収容手段４から最上段の収容手段４にまで到達した空気循環通路（送給用）５Ａ及び循環通路（復帰用）５Ｂが、それぞれ形成され確保されている。したがって、図中の右側の空気循環通路（送給用）５Ａによって、空調部６から、上方に空気を送給して、各収容手段４を通過させ、これらの各収容手段４を通過した空気を、左側の空気循環通路（復帰用）５Ｂによって、下方の空調部６に復帰させる循環経路が形成されている。
また、これらの収容手段４の前面となる図３中の開口は、この開口周縁における右側の縦方向周縁を縦軸のヒンジ軸にして横開き開閉可能に設けられた図４に示す板状で不透明の内扉部４ａによって、それぞれ閉止可能にされていてもよく、これらの内扉部４ａは、その上下の収容手段４の内扉部４ａと互いに干渉させることなく、個別に開閉できるようになっている。したがって、ある収容手段４にイネ科植物を収容したり取り出したりする場合には、その収容手段４の内扉部４ａだけを開閉操作すればよいので、その他の収容手段４の設定温度を乱さずに済む。また、これらの収容手段の右側開口周縁には、マグネット１４が設置され、このマグネット１４の磁力によって内扉部４ａの開閉端側を吸着して、内扉部４ａを閉止状態にロックするようにしている。なお、内扉部４ａがプラスチック板などの非磁性材料で形成されている場合には、マグネット１４に対応した内扉部４ａの箇所に鉄片などの磁力吸着可能な部材を設ければよい。
したがって、このように槽３の外扉部３ａと、各収容手段４の内扉部４ａとからなる２重扉の構成とした場合、各収容手段４を収容手段ごとに単体の扉部だけで閉止した構成に比べて、装置外部から収容手段内へ入射する光の遮蔽効果を高めることができる。このため、収容手段内の光条件、明暗環境などを、外部環境に依存させることなく、任意に制御できる。これに加えて、このように２重扉の構成とした場合には、この内扉部４ａと外扉部３ａとの間に間隙を形成し、この間隙に循環空気を通流させたエアジャケットを形成してもよい。したがって、この構成によれば、固定部材としての外扉部３ａによる断熱作用に加えて、エアジャケットによる空気流を常時介在させて伝熱された空気を運び去ることによる遮熱作用が得られるので、より高い熱遮断効果が期待できる。
更に、各収容手段４の右側の側壁面の略下部には、水平方向に配列された縦長スリット状の吸込み口４ｂが形成され、この吸込み口４ｂは、送給用の空気循環通路５Ａに開口して室内を連通している。この側壁面に対向した左側の側壁面には、概略が同様に形成された図示しない排出口が設けられ、この排出口は、空気循環通路（復帰用）５Ｂに開口して室内を連通している。また、最下段となる収容手段４に設けられた吸込み口４ｂ以外の各吸込み口４ｂには、送気方向を室内側に向けた小型の送風ファンである庫内ファン１５が設置され、この庫内ファン１５によって、空気循環通路（送給用）５Ａから空気を室内に吸入するようにしている。なお、最下段の収容手段４には、その吸込み口４ｂに庫内ファン１５を設けなくてもよい。この収容手段４は空調部６の近傍に位置しており、この収容手段４の吸込み口４ｂ位置に到達した循環空気はその送風力が充分に強いままのため、同収容手段４内に循環空気を確実に取り込めるためである。したがって、右側の空気循環通路５Ａからそれぞれの吸込み口４ｂを介して室内に吸込んだ空気は、これらの各収容手段４内を通過して、左側の空気循環通路（復帰用）５Ｂに排出される。
各収容手段４内には、図示しない温度検出手段としての収容手段内用温度センサが設置され、これらの収容手段内用温度センサは、その検知信号の出力線が制御部に接続され、各収容手段４の収容手段内の温度を個別かつ常時、検出して制御部が把握できるようにしている。なお、吸込み口４ｂ付近に循環空気を室内に吸引する庫内ファン１５を設ける代わりに、排出口に室内から排気する排気ファンを設けた構成や、これらの庫内ファン１５と排気ファンとの２つのファンを設けた構成としてもよい。
また、収容手段４の吸込み口４ｂ付近には、それぞれの第２温度制御手段としての加温ヒータ９が設けられている。この加温ヒータ９は、収容手段４外に配置された循環通路（送給用）５Ａ内で、この循環通路（送給用）５Ａに開口された収容手段４の吸込み口４ｂに対して、該循環通路（送給用）５Ａを送流される空気の上流側となる箇所に設けられ、この箇所には、循環通路（送給用）５Ａを横断する方向に向けて延在された長棒状の電熱体が設置されている。これらの加温ヒータ９は、少なくともその吸込み口４ｂに吸入される循環空気を、各収容手段４の設定温度に加温できる程度の発熱能力を有しており、各加温ヒータ９による加温動作は、制御部によって制御されている。なお、最下段の収容手段４は、空調部６によって調整された循環空気の温度が、そのまま収容手段内の温度となるので、この収容手段４用の加温ヒータ９は設けなくてもよい。
また、図６Ａ～図６Ｃに示すように、各収容手段４の天井面を形成した部材としての棚板１３は、その天井面となる下面（床面又はイネ科植物と接する面と反対側の面）、即ち、一の収容手段４と他の収容手段とを仕切る棚板１３において、一の収容手段４に対しては棚板として機能し、他の収容手段４に対しては天井面として機能する面に、細径直管状に形成された複数の光源１７が、所定に配列されて設置されている。光源１７は、複数の前記第１の光照射手段及び複数の前記第２の光照射手段である。光源１７は、細径直管、好ましくは管径が３．０ｍｍ（１．６ｍｍ～３．０ｍｍの範囲で選択可能）の細径直管で同一の長さに形成されており、天井面における一方の手前側から他方の奥側までの長さよりも僅かに短い長さを有している。光源１７は、該収容手段４の左右幅方向に、互いに所定間隔をおいて、平行に配列されている。したがって、収容手段４の天井面を面照明にして、上方から、この収容手段４に収容されたイネ科植物に照射できるようにしている。なお、この場合の棚板１３とは、上下の各収容手段４間に介在したそれぞれの収容手段を区画した棚板１３に加えて、最上段の収容手段４の天井面を構成した部材を棚板１３として含むものとする。
なお、ここでは、各収容手段の天井面にだけ、光源１７を設置した例を説明したが、これに限られるものではなく、各収容手段４の内壁面を形成した面であれば、必要に応じて適宜、１つの面、又は複数の面を選択して、この選択した面に複数の光源１７を設置してもよい。例えば、各収容手段４の床面にだけ複数の光源１７を設置したり、天井面と床面との両方に複数の光源１７を設置したりしてもよく、更には床面以外の５面に複数の光源１７を設置してもよい。
光源１７は、各収容手段４の内部の温度に影響を与えない光源であることが好ましい。即ち、少なくとも、該収容手段４の内部の温度に影響を与えるものして、上記加温ヒータ９による収容手段４の温度調節能力の大きさや、この調節能力によって温度調節されて該室内を通過する空気流量の大きさに対して、複数の光源１７から生じる発熱総量の大きさが、該収容手段４の内部の温度に影響を与えない程度に極小の比率となっていることが好ましい。
更に、各光源１７が有する図示しないスイッチやその照射強度を調整可能にした図示しないランプ駆動回路は、図示しない配線を介して制御部に接続されている。したがって、この制御部が、各光源１７のスイッチのオン・オフを制御し、即ち光源１７の点灯状態を制御し、この点灯した状態での照射強度を制御できるようにしている。スイッチは、第１の光照射手段と第２の光照射手段とのオン・オフを個別に制御できるように配線されていることが好ましい。なお、光源１７は、光源本体１７Ａ、各光源用の安定器１７ａ、光源本体１７Ａと、この光源本体１７Ａの設置面との間に設けられ、光源本体１７Ａ側に向けた反射湾曲面を形成した反射板１７ｂなどを有していてもよい。反射板１７ｂによって、光源本体１７Ａから収容手段４の、光源本体１７Ａの設置面側に向かった照射光を反射してイネ科植物側に向わせて照射効率を高めるようにすることができる。また、光源本体１７Ａの下方に、この光源本体１７Ａからの照射光を均等化する光拡散板を設けてもよい。
また、イネ科植物育成用装置１は、このように配列した複数の光源１７から得られる各収容手段における照射が、収容手段４の水平方向で変化しない照射光となるように構成されていることが好ましい。即ち、図６Ｄ及び図６Ｅに示す照射パターンのいずれかの照射パターンを得るように構成されていてもよい。なお、図６Ｄ及び図６Ｅにおいて、それぞれに示した下向き矢印の長さが、照射強度（光量）の強さ（量）を表わしている。
図６Ｄの照射パターンでは、無勾配型の照射として、収容手段４内の水平な平面方向において、全て均一な照射強度（光量）が得られるように構成されている。即ち、全ての光源１７が同一光量で発光した状態となるように制御されている。したがって、収容手段４内の照度分布を片寄らせることなく、室内全域で照度がほぼ均一になる。
また、図６Ｅの照射パターンでは、図６Ｄの照射パターンにおいて、更に間欠的な照射として、所定の点灯時間又は消灯時間を設定した点灯及び消灯を繰り返すように構成されている。即ち、点滅点灯照射として、全ての光源１７が、所定の時間、一斉に点灯し、所定の時間、一斉に消灯することを繰り返すように制御されている。
したがって、これらの照射パターンを有した構成によれば、各種の試験条件や要請に応じた光環境及び照射環境を、各収容手段に個別に整備することができる。
なお、図６Ｄ及び図６Ｅの各照射パターンでは、収容手段４の左右幅方向に照射光が変化するように構成したが、当然、収容手段４の手前から奥側方向に変化するように構成してもよい。
更に、イネ科植物育成用装置１では、上述の照射パターン及び光源１７からの発光スペクトルを、使用者が任意に選択して変更可能に構成されている。即ち、棚板１３は、簡易にそれぞれの収容手段４から着脱して交換可能に構成され、上述の照射パターン及び光源１７からの発光スペクトルが異なった棚板１３に交換できるようにしている。これに加えて、光源１７の個数を、各収容手段に必要な照度及び／又は発光スペクトルに応じて増減できるようにしている。即ち、この棚板１３は、棚板１３に設置された光源１７が、少数の図示しないソケットやコネクタを介して、装置本体部２側に電気的に接続可能に、かつ棚板１３自体が、簡易に着脱可能に構成されている。
したがって、上述の各照射パターン及び光源１７からの発光スペクトルを形成した構成による効果に加えて、このように棚板１３を交換可能にした構成によれば、各収容手段における照射の修理交換が容易化されると共に、その収容手段４に必要な照度及び／又は発光スペクトルに応じた個数の光源１７を有した棚板１３に交換できる。このため、消耗部品として最少個数の光源１７を用いて、必要な照度及び／又は発光スペクトルを確保できるので、運用コストを低減できるとともに、電力消費を効率化して削減できる。
なお、所定に配列した光源１７を一括して棚板１３と分離可能にユニット化し、この照射ユニットを、異なる照度の照射ユニットに交換可能に構成してもよく、更にこれらを組み合わせてもよい。したがって、所定数が配列された光源１７を棚板１３に簡易に着脱して交換可能な照射ユニットとした構成によれば、上記の効果に加えて、照射が不要な収容手段４からはその照射ユニットを取り外せるので、該収容手段４内のスペースを拡大できる。また、棚板１３に光源１７を一体化した構成に比べて、光源１７を主体にした照射ユニット単体を取り扱えば済むので、交換部品として取り扱い性の向上を図れ、必要な保管スペースを削減できる。
なお、収容手段４内に撹拌用の小型ファンを設け、この小型ファンによって収容手段４内の空気を撹拌することにより、収容手段４内の温度分布を片寄らせることなく、室内全域で温度を速やかに均一にするようにしてもよい。
設定入力部８は、各収容手段４の環境条件としての温度や照射状態を設定入力し収容手段内の温度を表示する操作パネル７と、この操作パネル７から設定入力された環境条件に基づき、各部の動作を所定に制御する制御回路からなる制御部を有している。
即ち、操作パネル７は、メインパネル２１と、照射設定パネル２２とを有し、このメインパネル２１には、装置全体の電源をオン・オフする１つのメインスイッチと、水平方向に配列され各収容手段４の設定温度を入力して設定する５個の入力スイッチ群とが配置されている。また照射設定パネル２２には、光源１７の照射時間帯を入力して設定する時計表示式のランプタイマと、上下方向に配列された５個のランプスイッチ群とが配置され、ランプスイッチのオン・オフによって、各収容手段の光源１７を動作可能状態に切換え、該ランプの現状態を発光表示する。したがって、使用者は、操作パネル７から各種の条件を入力して設定することにより、各収容手段の温度や照射を、全ての収容手段４で同一に変化させる共通設定と、個々の収容手段４の時間を調節して個別に変化させる個別設定と、を任意に選択できるようにしている。
空調部６は、槽３内の空気を所定の温度に調整する冷却器２５と、この調整した空気を循環通路（送給用）５Ａに送給して槽３内に循環通流させる循環送風ファン２６とを主体に構成され、この冷却器２５は、その冷却動作が制御部によって制御されている。即ち、空調部６は、両方の空気循環通路（送給用）５Ａ及び空気循環通路（復帰用）５Ｂの下端同士を連通した通路２７に、冷却器２５と、循環送風ファン２６とを順次、配置した構成とされている。この通路２７は、比較的に大きな通路断面積で形成され、通路２７内の空気流速を低下させて、冷却器２５による冷却性を充分に得られるようにしている。また、この空気循環方向における冷却器２５よりも下流側には、比較的に大径の循環送風ファン２６が、その送給方向を斜め上方の空気循環通路５Ａの下端側に向けて設置されており、この循環送風ファン２６によって、充分な空気送給流量を得るようにしている。なお、２８は、空調部６内に外気を導入して排出した際にこの排気とともに冷却器２５からの熱を装置外に排熱するための熱交換器、２９は、冷却器２５と熱交換器２８との間に熱交換媒体を所定の圧縮膨張サイクルで循環させるための圧縮機であり、冷却器２５から熱輸送して外部に排出することによって冷却器２５を冷却動作させている。
循環空気が通過する適宜箇所には、この循環空気の温度測定が可能な図示しない測定手段が設けられ、この測定手段が検出した実際の循環空気の測定温度に基づき、制御部が冷却器の冷却動作を制御して、循環空気の温度を所定の目標温度に保つようにしている。
したがって、イネ科植物育成用装置１において、温度環境を設定する場合には、操作パネル７の入力スイッチを操作して、各収容手段の設定温度を入力する。即ち、この最下段の収容手段４の温度が最低設定温度となり、上段に昇るに伴い各段収容手段４ごとに順次、収容手段内の温度が段階的に上昇する温度差勾配を形成する。この温度差は、最低２℃から５段階に各段を温度勾配的に調節できる。例えば、この５段式の場合において、２℃、４℃、６℃、８℃、１０℃のように、各段収容手段４の温度差調節ができる。また、例えば、図７Ａに示すように、任意の時点で、ベースとなる最低設定温度を変更すると共に、各収容手段間の温度差も変更することができる。このように、イネ科植物育成用装置１では、上下に隣接した収容手段４間の温度差を、均等やランダムに設定でき、又は各収容手段４を同温度にも設定できる。
即ち、冷却器２５を通過した循環空気の温度は、空調部６の冷却器２５によって、各収容手段４に設定された設定温度のうち、最も低い温度に設定される。つまり、制御部は、各収容手段４に設定した所望の設定温度のうち、最も低い温度を選択し、この選択した温度が制御目標としての目標温度となり、この目標温度に、循環空気の温度がなるように、冷却器２５の冷却動作を制御する。
このように構成されたイネ科植物育成用装置１では、槽３内を循環して復帰した空気が、冷却器２５を通過し、この冷却器２５によって所定の目標温度に調整され、循環送風ファン２６によって図中の斜め右上方向に送出され、この目標温度に調整された空気が循環通路５Ａ内をその上方に向けて送給される。なお、この際に、各収容手段４を形成した部材の外壁面と槽３の内壁面との間に形成された間隙に介在した空気は、その箇所に滞留せずに、最終的に循環送風ファン２６に近づく方向に移動して、その大部分が冷却器２５を通過することになるので、固定された断熱部材による受動的な熱遮蔽効果に加えて、この空気流による能動的な熱遮蔽効果が得られる。
そして、送給された循環空気は、その一部が各段の収容手段４に吸入されながら、循環通路（送給用）５Ａ内を上昇し、各収容手段４を通過した循環空気は、循環通路（復帰用）５Ｂに排出され、この循環通路（復帰用）５Ｂを下降して、空調部６に戻る。したがって、各収容手段４の温度は、各収容手段４に吸入された循環空気の温度によって規定される。そして、これらの各収容手段４の実際の温度は、各収容手段４の設定温度と循環空気が有した目標温度との温度差を補償するように加温動作した加温ヒータ９によって、それぞれ個別に制御される。即ち、制御部は、前記の温度差を補償するように、加温ヒータ９の発熱動作を制御する。また、制御部は、常時、各収容手段４の室温を把握しているので、該室温の変動に応じて加温ヒータ９の発熱量を微調整する。
したがって、イネ科植物育成用装置１によれば、各収容手段４は、それぞれの収容手段４内を、高精度に所望の設定温度の恒温状態を確保して維持できる。即ち、収容手段４内における熱エネルギーの収支をバランスさせて、収容手段４内の温度を精密に設定できる。しかも、基準とした循環空気の温度に対して、比較的に小容量の容積を有して区切られた収容手段としての各収容手段４内に流入する空気を、それぞれ専用の加温ヒータ９で加温して温度補償しているので、収容手段４内の温度制御がしやすくなる。このため、各収容手段４内の温度は、一の収容手段４と他の収容手段４同士の互いの温度的な干渉を排除してそれぞれの収容手段４を独立させながら、高精度に所要の温度に設定できる。
このため、各収容手段４は、これらの全周を包囲した部材として、分厚い断熱層を設けなくて済むので、各収容手段４の内部スペースをそれだけ広くとれる。他方、このように断熱層を形成する断熱部材の役割が軽減され、薄型化を図れるので、装置としての内部空間の利用効率が高くなり、装置全体の外形状をスリム化できる。このため、装置を製作する材料の節減や省スペース化が図れる。これらの結果、ローコストなイネ科植物育成用装置１とすることができる。
更に、各収容手段のイネ科植物が、微小量でも発熱や吸熱する場合でも、制御部が室温を常時、把握して、各収容手段に吸入する空気温度を規定した加温ヒータ９の加温動作を制御しているので、所定の設定温度に維持することができる。
また、イネ科植物育成用装置１において、上記した温度環境の設定に加えて、昼夜サイクルの環境を設定する場合には、操作パネル７のランプタイマを操作して、光源１７を点灯した昼間時間又は消灯した夜間時間を入力し、昼夜の時間帯を設定する。したがって、この場合には、例えば図７Ｂに示すように、所定時間で昼夜が切換わることが繰り返され、この昼夜切換えに応じて各収容手段４は、それぞれの間の温度差を保持したまま、昼間用又は夜間用の設定温度に切り換わる。
更に、イネ科植物育成用装置１によれば、昼夜サイクルにおいて、図７Ｃに示すように、各収容手段４の昼夜サイクルを同一に設定することなく、それぞれ各収容手段４に個別に設定し、これらの個別に設定された昼夜時間帯に関連付けて、それぞれ各収容手段４の温度が個別に変化するように設定することができる。即ち、各収容手段４単位で、各収容手段４の温度と光（明暗照度）とを自由に組み合わせたその収容手段４に固有のある室内環境設定から、温度と光（明暗照度）とを自由に組み合わせた他の室内環境設定に、任意の時点で変化させることができる。
以上のように、この実施形態のイネ科植物育成用装置によれば、各収容手段の天井面又は全面に複数の光源（第１の光照射手段及び第２の光照射手段）を所定に配列して設置した構成のため、近接照射による直下照射で効率よく照射ができ、照射のバラツキ、ムダをなくすことができる。他方、光源（第１の光照射手段及び第２の光照射手段）は、細径に形成できるため、密に並べた配列が可能であり、かつ長い棒状で光分布が均一である。したがって、一様な面照明として天井面又は全面から、イネ科植物を照射することができる。このため、イネ科植物に対する照射の質を向上できる。
また、光源とイネ科植物との間に何も介在させることなく、イネ科植物に近接させた照射が可能となる。即ち、光源と被照射物との距離を短縮させて、近接した距離での照射が可能となる。したがって、照度を高めなくても、充分な照射が得られることになる。このように照射効率を向上できるため、この効率の上昇分だけ、照射に必要な電力消費量が削減されることになり、結果として省電力化を図ることができる。
また、光源は、発光色を自由に選択でき、また明暗度の細かい調光が可能となる。このため、イネ科植物が必要とする照射環境を、適宜得ることができる。また、温度、照度によるこれまでより多種の環境条件を組み合わせて各収容手段内の精密な環境制御ができる。
以上の図に示したイネ科植物育成用装置は、本発明のイネ科植物育成用装置の一例であり、前記イネ科植物育成用装置としては、公知の装置（例えば、公知のイネ科植物育成用装置、他の植物の育成用装置、藻類や微生物の培養、植物の培養、昆虫や小動物の飼育などに用いられる装置）を、前記収容手段、前記第１の光照射手段、前記第２の光照射手段、及び前記切替え手段を有するように改変した装置は、いずれも使用可能である。
前記公知の装置としては、例えば、特開２００９－１５６５２５号公報に記載の装置、特開２００２－３４５３３７号公報に記載の装置、特開２００１－２７５４８８号公報に記載の装置、特開２００６－６１１２６号公報に記載の装置などが挙げられ、これらの構成を組み合わせて使用することもできる。
前記イネ科植物育成用装置は、イネ科植物の育成のために用いられるものであり、特にその光環境は、簡便で迅速な育種を行うことができ、また切穎法により得られた果実であっても十分な肥大を示し、種子質量が大きい果実を得ることができる光環境である。したがって、一般的なイネ科植物の育成に使用できるだけでなく、イネ科植物の高速世代促進技術において好適に使用することができる。
また、前記イネ科植物育成用装置は、イネ科植物の育成のために用いられるものであるが、他の植物の発芽試験、昆虫を含めた動物や植物等の生物時計の研究、藻類の培養、微生物の培養、植物の培養、昆虫や小動物の飼育などの光を要する生物学的試験においても、幅広く使用することができる。
以下に試験例、実施例、及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの試験例及び実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
＜第１の工程＞
以下の第１の工程（種子親の栽培、花粉親の栽培、及び交配）は、植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣ、株式会社日本医化器械製作所製）を用い、白色蛍光灯下（図１Ａに示す発光スペクトルの光環境）で、照射距離を２５ｃｍとし、明期が１０時間（温度：２７℃～３０℃）、暗期が１４時間（温度：１８℃～２５℃）の１０時間日長で、ＣＯ２濃度６００ｐｐｍ、相対湿度８５％の条件下で行った。
図１Ａに示す発光スペクトルは、分光光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した。植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣ）内の植物体付近で、光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した照度は１７，５２１ルクス、光量は、ＰＰＦＤ：２２４μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１であった。
－種子親の栽培－
イネ品種「あきだわら環１号」（国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構所有）の種子を、室温にて、２００倍希釈の殺菌剤（スポルタック（登録商標）スターナ（登録商標）ＳＥ、住友化学株式会社製）、１、０００倍希釈の殺虫剤（スミチオン（登録商標）乳剤、住友化学株式会社製）、及び１質量％過酸化水素水に２４時間浸漬させ、シャーレ上に播種し、温度３０℃、相対湿度１００％の条件下で３日間置き、発芽させた。発芽させた種子は、イネ用育苗培土（ボンソル２号、住友化学株式会社製）を入れた園芸用プラグトレー（ＲＬ－４０ＰＴ、株式会社東海化成製）に移植して栽培を行った。窒素不足により葉の黄化が認められた場合は、１００個体に対し５％（ｗ／ｖ）の尿素を５０ｍＬ追肥した。
－花粉親の栽培－
種子親の栽培において、イネ品種を、「あきだわら環１号」から「ｓｂｅ１あきだわら」（国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構所有）に変更したこと以外は、種子親の栽培方法と同様の方法で、花粉親の栽培を行った。
－交配－
イネ品種「あきだわら環１号」は、出穂した穂を止葉（一番先端の葉）の葉鞘から露出させ、４３℃、７分間の温湯除雄（温水による温熱処理で花粉の活性を失活させる処理）を行った後、穎花の上部を交配用のハサミで切除した。
次いで、切穎した種子親としてのイネ品種「あきだわら環１号」と、花粉親としてのイネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」と共に１つの交配袋（グラシン紙を用い、縦：３２ｃｍ×横：８ｃｍの袋状にして作成）に入れ、４日間、毎日開花している時間に３０分間毎に手で交配袋を振り、種子親のめしべに、花粉親の花粉を振りかけた。
＜第２の工程＞
第１の工程で交配したイネ個体（種子親）を、交配直後（播種後４７日目）に、植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣに、光源としてＬＥＤチューブ（図１Ｅに示す発光スペクトルを有する、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）を増設して改変した植物育成用インキュベーター；以下「改変インキュベーター１」と称することがある）に移し、図１Ｂに示す発光スペクトルの光環境下で、照射距離を２０ｃｍとし、明期が１０時間（温度：２７℃～３０℃）、暗期が１４時間（温度：１８℃～２５℃）の１０時間日長で、ＣＯ２濃度６００ｐｐｍ、相対湿度８５％の条件下で育成した。
図１Ｂに示す発光スペクトルは、分光光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した。改変インキュベーター１内の植物体付近で、光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した照度は１５，０５７ルクス、光量は、ＰＰＦＤ：２２８μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１であった。
これにより、イネ品種「あきだわら環１号」と、イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」との交配種子Ｆ１を得た。交配種子Ｆ１は、交配から２７日間後に収穫した。
（実施例２）
実施例１において、＜第２の工程＞を以下のように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で交配種子Ｆ１を得た。
＜第２の工程＞
実施例１の＜第２の工程＞において、光環境を、図１Ｂに示す発光スペクトルの光環境から、図１Ｃに示す発光スペクトルの光環境に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で、第２の工程を行った。
具体的には、実施例１の第２の工程において、「改変インキュベーター１」を、植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣに、光源としてＬＥＤチューブ（図１Ｅに示す発光スペクトルを有する、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長６１５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射し得るＬＥＤチューブ）を増設して改変した植物育成用インキュベーター；以下「改変インキュベーター２」と称することがある）に変更して行った。
図１Ｃに示す発光スペクトルは、分光光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した。改変インキュベーター２内の植物体付近で、光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した照度は１７，０３９ルクス、光量は、ＰＰＦＤ：２３４μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１であった。
（比較例１）
実施例１において、＜第２の工程＞を以下のように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で交配種子Ｆ１を得た。
＜第２の工程＞
実施例１の＜第２の工程＞において、光環境を＜第１の工程＞から変更せず、植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣ、株式会社日本医化器械製作所製）を用い、白色蛍光灯下（図１Ａに示す光環境下）で行ったこと以外は、実施例１と同様の方法で、第２の工程を行った。
（比較例２）
実施例１において、＜第２の工程＞を以下のように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で交配種子Ｆ１を得た。
＜第２の工程＞
実施例１の＜第２の工程＞において、光環境を、図１Ｂに示す発光スペクトルの光環境から、図１Ｄに示す発光スペクトルの光環境に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で、第２の工程を行った。
具体的には、実施例１の第２の工程において、「改変インキュベーター１」を、植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣに、光源として青色ＬＥＤチューブを増設して改変した植物育成用インキュベーター；以下「改変インキュベーター３」と称することがある）に変更して行った。
図１Ｄに示す発光スペクトルは、分光光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した。改変インキュベーター３内の植物体付近で、光度計（ライトアナライザーＬＡ－１０５、株式会社日本医化器械製作所製）により測定した照度は１７，２０４ルクス、光量は、ＰＰＦＤ：２７６μｍｏｌ ｍ－２ｓ－１であった。
（試験例１：交配種子Ｆ１における交配の確認）
以下の方法により、実施例１及び２、並びに、比較例１及び２において、第２の工程で収穫した交配種子Ｆ１が、イネ品種「あきだわら環１号」と、イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」との交配により得られたものであることの確認を行った。
植物育成用インキュベーター（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣ、株式会社日本医化器械製作所製）内で、温度３０℃、相対湿度１００％の条件下で発芽させ、１０日間育成した。
ＤＮＡ Ｓｕｉ－Ｓｕｉキット（Ｒｉｚｏ Ｉｎｃ， Ｔｓｕｋｕｂａ， Ｉｂａｒａｋｉ， Ｊａｐａｎ）を用いて発芽した苗（ｎ＝１０）からＤＮＡを抽出し、ｓｂｅ１遺伝子のＤＮＡマーカーを用いて交配種子Ｆ１が、イネ品種「あきだわら環１号」と、イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」との交配により得られたものであることを確認した。
ｓｂｅ１遺伝子を検出するために、プライマー対、Ｓｂｅ１＿５ｅｎｄ＿１２Ｉ／Ｄ＿Ｕ（配列番号：１）及びＳｂｅ１＿５ｅｎｄ＿１２Ｉ／Ｄ＿Ｌ（配列番号：２）（特開２０１３－１７２７１０号公報参照）を使用した。
ＰＣＲの温度条件は、タッチダウンＰＣＲ法（Ｄｏｎ ｅｔ ａｌ．１９９１）に基づいた。ＰＣＲプログラムは以下の通りであった。ＤＮＡを完全に変性させるために９４℃で５分間、続いて９４℃で３０秒間、アニーリング温度（後述）で６０秒間、７２℃で３０秒間の３４サイクル、その後７２℃で１０分間、完全な二本鎖ＤＮＡの合成を行った。アニーリング温度は、第１サイクルでは６２℃であったが、第２サイクルから第１４サイクルまでは１サイクル当たり０．５℃ずつ下げ、最後の２０サイクルでは５５℃に維持した。
実施例１及び２、並びに、比較例１及び２において、第２の工程で収穫した交配種子Ｆ１は、いずれもｓｂｅ１遺伝子が検出され、イネ品種「あきだわら環１号」と、イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」との交配により得られたものであることが確認された。
（試験例２：交配種子Ｆ１の質量の測定）
実施例１及び２、並びに、比較例１及び２において、第２の工程で収穫した交配種子Ｆ１を室温（２５±５℃）にて７日間乾燥させた後、それぞれ玄米１粒の重さを、微量電子天秤（ＡＢ２０４－Ｓ、メトラー・トレド株式会社製品、０．１ｍｇまで計測可能）を用いて測定し、玄米８０粒の平均値を算出した。結果を図２に示す。
図２の結果より、切穎して交配したイネの個体（母体）を、交配直後に図１Ｂ及び図１Ｃに示す発光スペクトルの光環境下で育成し、稔実した果実を登熟させて得られた玄米は、播種から収穫まで図１Ａに示す従来の発光スペクトルの光環境下で育成し、稔実した果実を登熟させて得られた玄米と比較して、質量が大きく上回ことが分かった。
（試験例３：光環境による到穂日数の確認）
以下の方法で、イネを、実施例１及び２、並びに、比較例１及び２の第２の工程における各光環境下で育成した場合の到穂日数の確認を行った。
イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」（国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構所有）を用い、播種から出穂まで、図１Ａに示す発光スペクトルの光環境下（ＬＰＨ－３５０－ＳＰＣ）、図１Ｂに示す発光スペクトルの光環境下（改変インキュベーター１）、図１Ｃに示す発光スペクトルの光環境下（改変インキュベーター２）、又は図１Ｄに示す発光スペクトルの光環境下（改変インキュベーター３）の一定の光環境下で育成した。
いずれの光環境においても、明期が１０時間（温度：２７℃～３０℃）、暗期が１４時間（温度：１８℃～２５℃）の１０時間日長で、ＣＯ２濃度６００ｐｐｍ、相対湿度８５％の条件にて行った。
具体的には、各光環境下で、イネ系統「ｓｂｅ１あきだわら」の種子を、シャーレ上に播種し、温度３０℃、相対湿度１００％の条件下で３日間置き、発芽させた。発芽させた種子は、イネ用育苗培土（ボンソル２号、住友化学株式会社製）を入れた園芸用プラグトレー（ＲＬ－４０ＰＴ、株式会社東海化成製）に移植して栽培を行った。窒素不足により葉の黄化が認められた場合は、１００個体に対し５％（ｗ／ｖ）の尿素を５０ｍＬ追肥した。結果を下記表１に示す。
Figure 2023035491000002
表１の結果より、出穂までの期間は、図１Ａに示す発光スペクトルの光環境下（白色蛍光灯下）で育成した場合が最も短く、高速世代促進においては有効であることが分かった。
本発明のイネ科植物の育成方法は、簡便で迅速な育種を行うことができ、また切穎法により得られた果実であっても十分な肥大を示すため、種子質量が大きい果実を得ることができ、更に得られた果実の発芽率及びその後の生育が良好である高品質の交配種子を得ることができるため、一般的なイネ科植物の育成方法のみならず、イネ科植物の高速世代促進技術において好適に利用することができる。
また、本発明のイネ科植物育成用装置は、イネ科植物の育成のために用いられるものであり、特にその光環境は、簡便で迅速な育種を行うことができ、また切穎法により得られた果実であっても十分な肥大を示し、種子質量が大きい果実を得ることができる光環境である。したがって、一般的なイネ科植物の育成に使用できるだけでなく、イネ科植物の高速世代促進技術において好適に使用することができる。
また、前記イネ科植物育成用装置は、イネ科植物の育成のために用いられるものであるが、他の植物の発芽試験、昆虫を含めた動物や植物等の生物時計の研究、藻類の培養、微生物の培養、植物の培養、昆虫や小動物の飼育などの光を要する生物学的試験においても、幅広く使用することができる。
１ イネ科植物育成用装置
２ 装置本体部
３ 槽
３ａ 外扉部
４ 収容手段
４ａ 内扉部
４ｂ 吸込み口
５Ａ 循環通路（送給用）
５Ｂ 循環通路（復帰用）
６ 空調部
７ 操作パネル
８ 設定入力部
９ 加温ヒータ
１１ 発泡スチロール
１２ 垂直板
１３ 棚板
１４ マグネット
１５ 庫内ファン
１７ 光源
１７Ａ 光源本体
１７ａ 安定器
１７ｂ 反射板
２１ メインパネル
２２ 照射設定用パネル
２５ 冷却器
２６ 循環送風ファン
２８ 熱交換器
２９ 圧縮機

Claims (10)

  1. 外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であって、
    前記人工光として白色光をイネ科植物に照射して育成させる第１の工程と、
    前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる第２の工程と、
    を含み、
    前記イネ科植物の交配期間に、前記第１の工程から前記第２の工程に変更することを特徴とするイネ科植物の育成方法。
  2. 外部光を遮蔽して人工光のみをイネ科植物に照射してイネ科植物を育成させるイネ科植物の育成方法であって、
    前記人工光として白色光をイネ科植物に照射して育成させる第１の工程と、
    前記人工光として、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を前記第１の工程で育成させたイネ科植物に照射して育成させる第２の工程と、
    を含み、
    前記イネ科植物の交配期間に、前記第１の工程から前記第２の工程に変更することを特徴とするイネ科植物の育成方法。
  3. 第２の工程の人工光は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光である請求項１から２のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法。
  4. 第１の工程において、イネ科植物の交配が、切穎したイネ科植物を用いて行われる請求項１から３のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法。
  5. イネ科植物の世代促進のために用いられる請求項１から４のいずれかに記載のイネ科植物の育成方法。
  6. イネ科植物の育成のために用いられるイネ科植物育成用装置であって、
    前記イネ科植物を収容可能な収容手段と、
    前記収容手段の内部に白色光を照射する第１の光照射手段と、
    前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域におけるピークトップの光強度が最大となる光を照射する第２の光照射手段と、
    前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替える切替え手段と、
    を有することを特徴とするイネ科植物育成用装置。
  7. イネ科植物の育成のために用いられるイネ科植物育成用装置であって、
    前記イネ科植物を収容可能な収容手段と、
    前記収容手段の内部に白色光を照射する第１の光照射手段と、
    前記収容手段の内部に、発光スペクトルにおける波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｂとが、Ｒ＞Ｂを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における最大光強度Ｒと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域における最大光強度Ｇとが、Ｒ＞Ｇを満たす光を照射する第２の光照射手段と、
    前記第１の光照射手段と、前記第２の光照射手段とを切り替える切替え手段と、
    を有することを特徴とするイネ科植物育成用装置。
  8. 第２の光照射手段が照射する光は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の発光スペクトルにおいて、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｂｆとが、Ｒｆ＞Ｂｆを満たし、かつ、波長５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域を定積分した値Ｒｆと、波長４９０ｎｍ超え５５０ｎｍ未満の波長領域を定積分した値Ｇｆとが、Ｒｆ＞Ｇｆを満たす人工光である請求項６から７のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置。
  9. 切穎したイネ科植物を用いて人工的に交配させたイネ科植物の育成のために用いられる請求項６から８のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置。
  10. イネ科植物の世代促進のために用いられる請求項６から９のいずれかに記載のイネ科植物育成用装置。
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