温水消毒中的水稻种子高温应力耐受性分析

口味的情形下获得耐高温的种子。此外，即使除去“一见钟情”的“稻壳”，仍可保持一定的发芽
率（Fig.2），因此“糙米部分”也存在高温耐受性的要素。关于“糙米部分”的高温耐受性机理，我 们也已获得数据，表明应力相关蛋白质可能与之相关。
Germination rate (%)
Nipponbare seeds
温水消毒中的水稻种子高温应力耐受性分析
Analysis of heat stress tolerance in rice seeds under treatment of hot water disinfection method
金胜一树
Motoki Kane教授
Point
·水稻种子温水消毒法正作为一种不使用化学农药的清洁技术而受到关注。为了更广泛地普 及该技术，需要对多个品种的种子赋予高温耐受性。我们发现“一见钟情（Hitomebore）”水 稻种子极耐高温，并对其耐受性机理进行了分析。
·Hot water disinfection method of rice seeds has recently received increased attention as a clean farming technique, because it does not produce waste fluid including harmful chemical compounds. In order to spread this disinfection method, it is necessary to introduce trait of heat stress tolerance into the seed of many rice cultivars. We have found out that the seeds of cultivar Hitomebore tolerate the very high temperature and analyzed the mechanism of the tolerance.
100
with hull
80
Nipponbare seeds
60
without hull
40
20
0 61 62 63 64 65 Temperature (℃)
Hitomebore seeds with hull
Hitomebore seeds without hull
Fig. 2 Germination rate of rice seeds without hull after treatment of hot water.
Associate Professor, Division of Science of Biological Production, Institute of Agriculture
研究领域：生命科学
Keywords: Hot water disinfection method, Heat stress tolerance, Seed disinfection, Rice URL：http://www.tuat.ac.jp/~pbiochem/
我们在通常品种发芽率会降至 50%以下的严峻温度条件下进行种子处理实验，发现（1）不同品 种的种子在高温耐受性方面存在明显差异；（2）“一见钟情”水稻种子即使在“69℃10 分钟”这样 严酷的条件下，仍保持 70%以上的发芽率（Fig.1）。如果能阐明“为什么一见钟情的种子耐高温？”， 将有助于开发适合温水消毒的品种。此外，除了“一见钟情”，我们还在发掘其他显示出很强高温 耐受性的品种。目前，为了阐明这些高温耐受性机理，我们正从各种角度进行分析。
·过去 3 年的补助金获取情况
1) 财团法人新技术振兴渡边纪念会 2009 年度科学技术调查研究资助。
2) 科研经费补助金 萌芽研究 2007-2008 年度。
4. 相关资料、文献、参考事项 ·主要论文列表 1) 滨田晃次、佐野直人、山田哲也、金胜一树（2010）：“种子温水消毒时水稻品种‘一见钟情’
的高温耐受性分析”，日作纪，第79巻（别刊1）296-297。
2) Masaki, S., Yamada, T., Hirasawa, T., Todaka, D. and Kanekatsu, M. (2008) Proteomic analysis of RNA-binding proteins in dry seeds of rice after fractionation by ssDNA affinity column chromatography Biotechnology Letters 30 (5); 955-960.
2. 研究（技术、开发）的独创性 在温水消毒相关研究方面，大家正积极实施基于防除病虫害观点的植物病理学分析，以及开发
可进行正确处理的处理装置等。而基于作物方面观点的研究，除了本研究以外就几乎没有。在迄今
为止的分析中，我们已知如果从“一见钟情”的种子上除去“稻壳”，则在与其他品种相同的温度
条件下，发芽率开始降低（Fig. 2）。这表明“一见钟情”的“稻壳”在高温耐受性方面非常重要。 “稻壳”并不食用，因此如果将“稻壳”的形态和性质改良为“一见钟情”型，则可在不影响糙米
1. 研究（技术、开发）简介 ·背景与目的
水稻的病虫害有很多是种子传染性所致，因此稻作时，种子消毒是一项重要工序。但使用传统 化学农药的种子消毒法会产生大量有害废液，其处理是一个很大问题。在这种情况下，最近引人关 注的技术是温水消毒法。温水消毒完全不使用化学农药，不会产生有害废液。此外，由于其利用“热” 这一物理要素进行病虫害防除，因此也不会产生耐药菌。但在目前较为普及的“60℃10 分钟”温水 消毒条件下，试验结果表明其在防除方面并非万全。此外，生产现场还存在对不耐高温的酒米、糯 米种子缩短时间，导致消毒不充分的情况。因此，该消毒法虽然具有众多优点，但普及率依然不高。 为了广泛且稳定地普及温水消毒法，需要对多个品种的种子赋予“耐温水”的形态和性质，在严峻 的条件下进行消毒。因此，本研究的目的在于，寻求其种子极耐高温处理的品种，掌握该品种耐高 温的机理，并确定控制该机理的基因。 ·内容（研究、技术、开发）说明
3. 今后的展开 温水消毒处理操作中，有时仅 1°C 温度之差，发芽率就会明显降低。因此，为引进该技术，需
要可以正确控制温度的高价设备。但是，如果本研究能制出具有很强高温耐受性的种子，则即使设 置温度稍有超出，也可规避发芽率降低的风险。由此，即使是贫困的发展中国家，也可轻松引入该 消毒法。另一方面，日本国内农业生产现场呈现温水处理系统大型化的倾向。大规模系统中，对每 个品种分别改变处理条件将效率低下。因此如果可以对多个品种的种子赋予规定值以上的高温耐受 性，则即使是大型系统也可在严峻条件下进行消毒。