JPH02200130A - 冷水灌漑稲栽培法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、優良種の生産栽培方法に関する。

〔従来の技術〕

稲は雌雄開花の自家受粉作物であり、開花時間が短くし
かもＩ花に１粒しか実らないから、稲における雑種種子
の経済的な採種は困難である。

風媒花で雌花と雄花が分かれている玉蜀黍は種子親（母
親）と花粉親（父親）を１列おきに栽培し２種子親の雄
穂が出穂したときにそれを切り落とせば雑種種子を得る
ことが出来る。

キュウリやスイカなども雌雄異花で手交配による大量採
刊が可能である。

雌雄開花で自家受粉作物でもナスやトマトのように一回
の交配で大量に種子が採れる場合には手交配によっても
採算があう。

自家受粉植物である稲で雑種種子を効率的に採種するの
は「雌蕊」と同居する花粉を除く工夫が大切である。

花粉を除く技術として現在研究されている方法は２つあ
り、一つは細胞質雄性不稔（Ｃｙｔｏ−ｐｒａｓｍｌｃ
　　Ｍａｌｅ　　ＳｔｅｒｉｌｉｔｙＣＭＳ）を用いる
もの、一つは除雄剤を用いるものである。

細胞質雄性不稔を用いる前者の方法は植物の細胞質中の
遺伝子の欠陥で正常花粉の形成されない系統（細胞質雄
性不稔）を種子親とし、正常品種を花粉親とすれば玉蜀
黍と同様に採種可能となるただし、稲では雑種第一代（
Ｆｌ）の種子が稔ることが前提であるから、花粉親は種
子親の不稔性を補う遺伝子（稔性回復遺伝子、Ｒｅ５ｔ
ｒ−ａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ、Ｒｆ
遺伝子）を保有する必要がある。

また細胞質雄性不稔系統の種子は正常細ｎ包質を持った
維持系統の花粉を毎世代交配することによって得る。

品種の中から時折発見される。

しかし細胞質雄性不稔を雑種第一代（Ｆｌ）種子の生産
に利用する場合、前記のように細胞質雄性不稔（ＣＭＳ
）の遺伝特性を交配しようとする種子親に導入しなけれ
ばならない。

まず野性稲から発見された中国野敗型細胞質雄性不稔（
ＷＡ）や、インドの春稲から発見されたチュンシュラ・
ボロ型細胞質雄性不稔（ＢＴ−２）形質を持つ稲を母木
とし２目的とする栽培品種稲を反復父親として連続戻し
交雑を繰り返して、栽培品種を細胞質雄性不稔化する。

６回連続戻し交雑を繰り返して得られる稲では、細胞質
は母木の細胞質雄性不稔（ＣＭＳ）を起こさせる細胞質
そのものであり、核内の遺伝子は９８％反復父親とした
栽培品種稲のものとなる。

さらに５回交配を続けると完全に反復父親の形質を持っ
た細胞質雄性不稔（ＣＭＳ）化が完了して種子親が出来
る。

稔性回復遺伝子（Ｒｆ遺伝子）は細胞核内にあり、前記
の雄性不稔細胞質を持つ稲の核内にある場−合や、前記
と同様に野性稲やインデカ系の栽培品種から発見されて
いる。

この稔性回復遺伝子（Ｒｆ遺伝子）を花粉親に導入する
には、稔性回復遺伝子（Ｒｆ遺伝子）を持つ稲を反復父
親として前記と同様に目的とする栽培品種に連続戻し交
雑を繰り返して、栽培品種に稔性回復遺伝子（Ｒｆ遺伝
子）を導入して花粉親を作る。

Ｆ１種子はこうして得た種子親と花粉親を同一圃場に近
接して栽培して２両親の開花を同調するよう調節を行い
、交配して雑種第一代（Ｆｌ）種子を得る。

中国ではこの方法により多種のインデカどうしの雑種第
一代（Ｆｌ）稲品種を作出し、全作付は面積の３分の１
が雑種第一代（Ｆｌ）稲種子を用いていると伝えられる
。

除雄剤とは、花粉の発育あるいは機能障害を弓き起こす
事により自家受粉を抑制し、他家受粉により雑種第一代
（Ｆｌ）稲種子を得るための薬剤である。植物生長調整
剤の一種として、殺雄剤・除雄剤（Ｇａｍａｔｏｃｉｄ
ｅ、５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　　　Ｇａｍｅｔｏｃｉｄｅ）
雄性不稔剤（Ｍａｌｅ　　５ｔｅｒｉｌａｎｔ）、花粉
抑制剤（Ｐｏｌｌｅｎ　　５ｕｐｒｒｅｓｓａｎｔ）な
どとも呼ばれている。

除雄剤の歴史は古＜、１９６０年代末からチモフエビー
（Ｔ、ｔｉｍｏ　　ｈｅｅｖｉ）小麦の細胞質雄性不稔
を用いるハイブリット小麦の開発が開始されると、１９
７０年代から各種の化合物が提案されているが、現在稲
の雑種第一代（Ｆｌ）種子生産に実用化されているのは
、中国におけるメチルアルソン酸−２−ナトリュウム塩
を用いる少規模例だけである。

この他にイネ科に有効であるとして公表されているもの
は、米国ロームアンドハウス社の開発した。１−（ｐ−
クロロフェニル）−１，２ジヒドロ−４，６−シメチル
ー２−オキソニコチン酸ナトリュウム塩（−船名ＲＨ−
５３１）や、米国デュポン社の開発１．り３−（ｐ−ク
ロロフェニル）−６−メトキシ−Ｓトリアジン−２，４
（ＬＨ。

３Ｈ）−ジオン、トリエタノールアミン塩（−船名ＤＰ
Ｘ３７７８）、蘭国シェル社の開発したメタノプロリン
等がある。

〔発明が解決し°ようとする課題〕

前記のように細胞質雄性不稔（ＣＭＳ）を用いる雑種第
一代（Ｆｌ）種子の生産にあたっては。

まず細胞質雄性不稔形質を持つ稲とその回復遺伝子を持
つ稲を発見しなければならない。

これは非常に多方な圃場作業と人手時間を要し幸運に恵
まれなければ発見のチャンスは無い。

次にこれらの両系の遺伝形質、遺伝子を交配しようとす
る品種に導入するための戻し交雑に前記のように多量の
人力と長年月を要する。

稲母花の人工除雄にもかなりの技術、熟練と時間を要す
るが１人工交配は至難の業であり、経験者で一日に８０
０花、素人で２００花しか除雄。

交配出来ない。

しかも稲の開花時期は栽培時期をずらしても約１ケ月の
間に集中して、交配する稲の開花時期を同調させて適期
に交配するのは非常に難しい。

稲の開花時間はインデカでは一日のうち午前の数時間し
か無い。

また、病害感受性などの好ましからざる細胞質遺伝子が
雄性不稔形質と同時に導入される危険性がある。〔１９
７０年の玉蜀黍におけるＴ型細抱質雄性不稔とリンクし
たゴマハガレ病菌Ｔレースによる米国玉蜀黍生産の大減
収の例〕 除雄剤は次の点を満足しなければならないが。

未だ完全な化合物は開発されていない。

■完全な雄性不稔の誘導と雌性稔性の維持。

■処理時期と処理量の面で広い範囲に有効。

■広範な品種への適応。

■温度、雨等の環境条件に影響されない効力。

■植物への薬害と種子品質の低下が無い（正常な種子形
成能力の保有。

■環境や人体に対して無害。

■低コスト。

前記の各除雄剤はいずれも天候・散布むらなどによる雄
性不稔率の低下、すなはち雑種第一代（Ｆｉ）種子純度
の低下、および雌性稔性に悪影響を及ぼしたときの採種
量の低下を解決出来てはいない。

また細胞質雄性不稔（ＣＭＳ）、除雄剤のいずれを使用
しても高品質、高収量、高度病害虫抵抗性、ｉ！境適応
能力（耐冷性、耐高温性等）の優れた雑種第一代（Ｆｌ
）品種を作出するには、その両親の組合せにおいて最適
の組合せを見出さなければならない。

どの品種を花粉親としどの品種を種子親とするかの組合
せ能力ついては、ヘテロ−シスの理論的研究と遺伝子構
造の解明の文献は乏しく、現実には長年の育種データー
と圃場経験にもとづき、有望と思われる多数の組合せを
行って試行錯誤的に発見するしか手段がない。

底置（新しい植物育種技術〔第１０章−代雑種利用の育
種技術〕養賢堂　昭和６２年９月出版）にも、「ところ
で組合せ能力の検定は、現在の研究レベルでは、まず検
定しようとする系統となんらかの基準、たとえば開花期
が等しいとか、異なる来歴のグループとかによって選ば
れたいくつかの系統との交雑Ｆｌの種子を得る。ついで
そのＦｌについての生産性を、生産力検定試験あるいは
これに準じた圃場試験を実施して検定する以外に適当な
方法は見当たらない。」 「したがって現在なお、親の組合せ能力の検定には、常
にＦｌ交雑種子を得て実際に圃場試験をしなければなら
ない、また無限に交雑の組合せを作ることは不可能であ
るから、対象とする系統の組合せ能力は、基本的には交
雑する系統によって影響を受けることも避けることはで
きない。」と述べている。

前記のように制限された交配適期では、広大な実験圃場
と美大な育種技術者の投入をしなければ、確率的に良組
合せを見出すことが困難である。

このため１国策として多量の育種技術者、技能者と圃場
、遺伝資源を動員出来る中国がまず細胞質雄性不稔（Ｃ
ＭＳ）を利用する稲の雑種第一代（Ｆｌ）品種の作出に
成功したのである。

人件費が高く土地の高価な我が国においてはこのような
人海戟術的な方法は困難であり、ある程度の育種技術を
有する発展途上国にふいて手作業により多数の組合せを
作出して、これらの栽培特性を我が国において検査する
等の手段を用いている。

また多量の人力を要する栽培品種の細胞質雄性不稔（Ｃ
ＭＳ）化と稔性回復系統化も同様に行われている。

〔課題を解決するための手段〕

種子親を２〜１０列栽培し、隣接して花粉親を１〜２列
栽培する事を同一圃場で繰り返して雑種第一代（Ｆｌ）
種子採種圃を設ける。

種子親の栽培箇所と花粉親の栽培箇所は、水深２０〜３
０ｃｍの湛水に耐える畦を耕盤より深く。

コンクリート等で４周にめぐらせて設置して仕切り、各
々の区画圃場をつくる。

水の縦浸透を防ぐには耕盤に粘土の展圧をするか、不透
水性のシートをビニール水田のように敷込んで遮水層を
設けるとよい。

各区画内に潅渇するための通常栽培に用いる温水と次に
述べる温度範囲の冷水との２系統の給水パイプを水口に
、排水パイプを水尻に設ける。

排水パイプの水落ち高さは堰、バルブにより調節可能の
構造として各々の区画圃場の湛木深さを可変に出来る構
造を設ける。

冷水給水系統は地下タンクとポンプを設け、冷水排水を
循環して地下タンクに還流させ井戸水。

湧水等の低温水源と混合して再度区画圃場に層温する。

区画圃場の冷水層温区画には水温検知センヅーを設置し
てこの検知信号によってポンプを運転。

停止させて区画圃場層温水温を一定に保つよう施設する
。

温水の浴温水も同様に温水池とポンプ、水温検知センサ
ーにより温水の循環を行う施設とする。

〔作用〕

稲の生育暦における低温の感受性は各器官によって異な
り生育ステージによって大きな差がある。花器において
は、花粉の感受性が最も高く、生育ステージは減数分裂
期にふいて感受性が高い。

花粉の授精能力は２０℃以下〜１７℃でほとんど失われ
るが雌蕊（柱頭、花柱）子房内の胚珠。

胚嚢、極核等雌性器官は損傷を受けず、受精能力の減少
はこの温度範囲ではほとんど起こらない。

花粉の授精能力の喪失は、低温により花粉が熟さないた
め、豹壁の発達が停止し、朽室が裂開せず花粉は未発達
のまま朽室内に停まることにより起こる。

稲においては開花前に順向で受粉が行われる性質（開花
受粉）があるが、この授精能力の喪失現象のため、柱頭
に白花の花粉が付着して他花粉の授精を妨害する現象は
防止される。

この低温除雄の原理を利用すれば細胞質雄性不稔（ＣＭ
Ｓ）や除雄剤によらないで除雄が可能となる。

〔実施例〕

幼穂形成期における花粉の減数分裂期は出穂から逆算し
て１２日前であり、花器の完成は出穂の１〜２日前であ
る。

この関係は品種を問わずほぼ一定であるから地域の栽培
事例をもとに、出穂日はほぼ予知出来るので花粉の減数
分裂期はそれから逆算可能であるしたがって算定された
減数分裂期（幼穂の形成を稲茎の解剖と検鏡によって確
認し、計算してもよい）に種子親の区画圃場内にのみ井
戸水（年間水温はほぼ１５℃前後）等の冷水を前記の施
設により水深を２０〜３０ｃｍに保つよう湛水浴温する
幼穂はこの生育ステージにおいては止め葉から数ｃｍ下
、つまり地際から２０ｃｍ的後の高さにあるから、約１
〜２週間の冷水給水系統により、耐冷性の極強の品種以
外は前記の作用でほぼ完全に花粉の授精能力が失われて
、除雄は完成する。

しかし前記のように雌性花器は損傷を受けないから９種
子親の開花と花粉親の開花が同調すれば、種子親の花器
は花粉親の花粉を受精して雑種第一代（Ｆｌ）種子が稔
実する。

花粉親と種子親の開花期を調節するには、前記の減数分
裂期を避けて冷水と通常水温の潅ンｈ水を水温検知セン
サーとポンプにより、同時に適量混合層温して各区画圃
場的水温を上下させて調節することで、各々の生育を遅
延、促進させて行う。

また開花時間はインデカでは早朝の低温時、ジャポニカ
では正午前後の最高気温時に集中するが、開花予想時間
の１〜２時間前に低温の冷水を層温することにより、穎
の細胞内膨圧が低下して開穎せず、開花時間は遅れる。

同様に温水の潅厩により僅かではあるが開花促進も可能
である。

従って開花を同調させることが困難であるが。

雑種強勢効果の高いインデカとジャポニカの交配におい
て開花時間１時期を同調させ稔実を向上させ得る。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成、実施されるので、必
要な冷水が得られる所では、所要の設備、圃場を設置す
れば、除雄剤、細胞質雄性不稔（ＣＭＳ）によらずに、
異なる稲品種を交配して。

雑種第一代（Ｆｌ）種子を品種として直接用いる雑種（
強勢）稲の生産を可能とし、雑種第一代に現れる雑種強
勢（ヘテロシス）を自家受粉植物である稲栽培にも利用
可能とする第３の交配方法を提供する。

また優れた雑種第一代（Ｆｌ）品種を作出するために、
最適の両親組合せを見出すべく行う検定交配に応用する
場合にも本発明は簡便な交配方法を提供出来る。

前記の各区画圃場を小面積で多数設け、多種の異なる種
子親と特定の花粉親の各組合せ毎に該当区画を２〜３偽
高さの不織布等で暢幕状に４周を囲んで花粉の飛散を各
々隔離すれば、前記の方法で除雄と交配を行うことによ
り、多数の組合せを簡単に未熟練の人手で検定交配出来
９手交配では得られぬ多量の雑種第一代（Ｆｌ）種子を
手軽に生産出来る。

広大な実験圃場と制限された交配適期内に美大な育種技
術者、栽培技能者を投入をすることは不要となり１人件
費土地代は高いが工業、建築、土木、電気制御技術に優
れた我が国においては最適の方法である。

この方法により、早急に優れた稲雑種第−代（Ｆｌ）品
種を作出するための天文学的検定組合せを実施し、かつ
検定供試種子を多量に得て、気候、栽培環境、病害虫発
生の異なる多地域で多種の条件により同時に検定栽培を
行って多量のデーターを解析可能とし、優良組合せを短
期間で発見することが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 稲の水田栽培において、異なる品種、系統を畦で囲った
   交互に隣接する各々の区画圃場別に栽植し、花粉形成期
   において、種子親稲を栽植した区画圃場にのみ、冷水を
   湛水潅漑して雄性器官の授精機能を除き、畦を隔てた隣
   接区画圃場内に栽植した花粉親稲の健全な花粉を、この
   種子親品種、系統の稲の花器に、両親の開花を同調させ
   て、受精させる冷水潅漑稲栽培法