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図H−3−14
図6 背部糊粉細胞間にみられる連絡
径路（34日厨）
図5 背部澱粉細胞壁の難曲（10日目）
水稲穀粒における物質転流の経路（佐藤，星用，
図7 腹部鱗粉細胞闘にみられる
連絡径路（34日目）
1981）
パラギン，アラニンのレベルと関係していることがわかった。
最後に，作物における光合成産物の再利用と生長との関係についてふれる。桑を用いた実験結果による と，光合成産物は，枝条，株，根に蓄積され，それらの貯蔵物質が，新梢の生長時に再転流し，新しい器 官の構築に用いられる。各器官への光合成産物の蓄積では，生育初期の光合成産物は，生長中への枝葉に対 する物質の配分が多く，一方，生育後期での光合成塵物は，枝条，株，根への配分割合の高いことがわか
った。したがって，貯蔵された物質の再利用は，生育後期に作られた物質によっているといえる。
また，コンブを用いた実験によると，葉長生長の停止する夏期には，欄体当りのマンニット含有蚤が急 速に増加し，光合成産物配分過程での形態構築1ζ伴い，コンブ体内では，代謝上，変換のおきていること がわかった。
蘭述した研究から，まず，SOU∫ceとsinkとの相互作用について，その物質生産調節的意義を明らか にすると共に，相互作用の物質的基礎として，生長物質の生理的活性を把握することができた。次に，
sourceからの光合成産物の転流については，転流物質と，転流過程の変化を明らか1ζすると共に，転流 系の微細構造を，sourCeについて明確にすることができた。また，蓄積系の微細構造と，物質蓄積能力 の調節の可能性についても，確かめることができた。
皿一4 植物個体群の生産機構と光エネルギーの利用機能
サブリーダー 四 か俊 一
1．研究目的
植物による太陽エネルギーの効率的利用を図る研究としては，光合成能力の向上をめざす細抱レベルの 研究，光合成産物の転流・蓄積効果の向上をめざす導体レベルの研究など種々の段階の研究があるが，尋 問が栽培し利用する植物は単〜の植物（作物）が群落（個体群）として存在する場合が多い。したがって，
最終的1ζ入間が利用する部位の収穫物の向上（経済収量の増大）をはかるためには，圃場全体に降りそそ ぐ太陽エネルギーを最も有効に利用する方法を知ることが大切である。ここでは，同一種の作物から構成 される（群落）個体群における光エネルギー利用効率の向上を図ることを目的として，個体群の構造及び 機能という角度から研究を行う。
我が国の主要な作物である水穂・麦・大豆などはいずれもC3型植物と呼ばれる植物群に属しており，
C4型植物群に属するとうもろこし・さとうきびなどに比べて光合成能力が低いと言われている。このた め，謬伝的手法によりC4型植物の高い光合成能力をC3型の主要な作物に付与しようという試みが行わ れているが，作物の生育はその遺伝的特性だけで決定される訳ではなく，日射量・温度・降水量などの環 境条件や栽培管理法に大きく左右される。従って，C3型植物であっても適切な栽培管理法の下では， q 型植物に近い光合成能力を示すこともあり，特に，植物が個体でなく群落く構成している場合には，個体 間の相互作用があるため，必ずしもC4型の作物がC3型の作物より生育がいいとは限らない。そこで，
ここではまず最初に，C3型，蟻型及びCAM型植物に属する数種の作物について，実際の圃場におけ る生長解析を行い，その生育パターンを比較検討する。植物の生長解析については，従来から，いくつか の作物について行われているが，いずれも単独で行われており，手法も異なっているため，比較するには 不十分であった。ここでは，同一嘱望物を異なった：気象条件の下で栽培するとともに，圃じ気象条件の下で 異なった作物を栽培し，岡一手法で生長解析を行うことによって，気象条件との関連をも踏まえた生長の 種間差異を明らかにする。これらのことが明らかになったのち，同〜の地域で作物ごとに作期や品種など の栽培条件を変え，また，岡じ場所で夏，冬作を通じて数種の作物の栽培を行い，その地域でもっとも太 陽エネルギーの利用効率の高い作物閥の組合せや作付け体系を作り出すための方策を探る。
岡一種の作物から構成される個体群で，光エネルギーの利用効率を向上させるためには，その個体群が 太陽エネルギーをより多く有効に受けるような再認や燗体群の構造をみつけだし改善すること，すなわち，
作物の個体群の受光態勢の改善と，個体としての光合成能力の向上とが考えられ，この両者がともに改善 向上し，さらに，その光合成産物の愛楽，蓄積能力が高くなって，より一層，太陽エネルギーの有効な利 用が行われることとなる。そのためには，まず，その欄体群の葉，茎，穂などの植物体を構成する各器宮 が空闘にどのように配置されているかを立体的，幾何学的に（定量的に）解析するとともに，それをとり まく環境条件との相互作用を明らかにすることが必要である。さらに，これらの偲体群の乾物生産量や経 済雌牛に及ぼす光，温度，群落内の炭酸ガスの分布などの影響を調査し，きらにその上，種や甲種の光合 成能力を個体群として測定して，個体群レベルでの植物生産力の増大を図るための方策を探る。
一方，上述の研究の飛躍的進歩を図るためには，群落に関する種々の情報を得るための革新的な計測機 器の麗発が必要である。近奪，室内用分析装置及び野外における環境謝測機器についてはかなりの進歩が みられたが，肝心の作物体そのものをしかも生きた状態で計測する装置及び技術は，このエレクトロニク ス時代においても非常に遅れているようにみえる。野外において，作物から亀々な生体情報を取り出すた めのエレクトロニクス技術を開発することは，研究進歩のためには勿論のこと，農業にとっても重要なこ とである。
作物の生体．隣報の計測は，対象を破壊せず，対象になるべく影響を与えず，離れた所から行うのが理想 である。いわゆる，「非破壊・非接触計測」は，同一作物体の連続測定，計測機移動による大猛計瀾と結 びつくため，作物研究の急速な進歩をもたらすであろう。
このため，分光技術，工業用TVカメラ技術，マイクロ波技術などを導入し新しいタイプの植物用セン サーを囎発しようとしている。
2．研究成果
1）C3，C窪，CA鍼植物個体群1こおける光エネルギー利用1こ関する比較作物学的解析
北海道から沖縄まで全国の9場所で，水稲，小麦，だいず，かんしょ，ばれいしょ（以上C3植物），
とうもろこし，さとうきび（以上C4植物），パイナップル（CAM植物）の8作物を供試し，各作物を 気候帯の大きく異なる数ヵ所の地点でほぼ同一の条件で栽博し，生長解析法による乾物生産過程と葉面積 の追跡を行うとともに，生産力の比較試験を実施した。なお併せて，日射量，気温，日照時間，降水貴な
どの気象要因を測定し，乾物生塵と気象要因との相互作用を明らかにしょうとした。
この研究に最も近似した研究としては，国際生物学事業計画（IBP）による連絡試験がある。この試 験では，水稲，だいず，とうもろこし，てんさい，ひまわりの5作物を供試し，その収墨成立過程，作物 の生産力を構成する生物的要素と気象要因との相互関係，収鎚の地域性の検討などを行うため，全国18 ヵ所で最大乾物生産量と気象条件の測定などが5力年にわたって行われた。その結果，蕎作物の生長様式，
収量成立過程，収量の地域性などについて貴重な資料が得られた。
この研究は手法としてはIBPの研究と類似しているが，畑作物に重点を置き，作物の種類も多く，冬 作物を加えているなど異なっている点も多い。とくに異なっているのは，5年閻の連絡試験を終了したの ち，同一の地域で複数の作物を栽培し，璽，冬作を通じて，その地域でもっとも太陽エネルギーの利用効 率の高い作物閲の組合せや栽植様式を策定することを隅田としているところである。
前期5力年間は同一の条件で栽培し，年次間変動をみるとともに，データを積み重ねて解析する研究で あり，昭和56年3月で3作（小麦は2作，パイナップルは1作）を完了し，データを積み重ねることがで
きた。
研究の遂行に当たっては，20研究単位 測窺 観 測
により，気象データ，生長解析データなど，
年多量のデータが集積されるので，それら のデータの処理，保存及び交換には農林計 算センターのコンピューターと各場所に所 在する端末装置とを利用し，プログラムを 作成して，迅速なデータの処理及び保存，
ならびに，取纒めを実施している。そのフ ァイルの利用手順を図R−4−1に，入力 するデータの種類と出力される結果を舵取 一4−1に示した。このシステムの利嗣に より，大墨のデータを遠隔地にいる共同研 究者の聞で共有することが可能となり，研 究情報の拡大化と効率利朋が可能となった。
照和55年度までの3力隼の結果から，
経済収量性と関連させて，供試作物及び最 種の生長パターンを解析するとともに，地 域による生育相の違い，並びに，3年間の
挙位の 換 算
PR60
FILE LIS㌍
PR61
判断
（考察）
DATATAβLEFIGURE
年次）詣定 場所
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文 四
十互一4−1 ファイルの利鎌手順
［二二3内がシステムでとり扱われる（豊田，四方，1980）