サトウキビ（L. ）の干ばつに対する農学的生理学的応答に及ぼす水位、遺伝子型、形成期の影響

Effects of Water Regime, Genotype, and Formative Stages on the Agro-Physiological Response of Sugarcane ( L.) to Drought.

• Jose Arnel O Reyes
• Arvin S Carpentero
• Primitivo Jose A Santos
• Evelyn F Delfin

抄録

植物の成長の形成期における干ばつは、最適な生育条件を維持するために一連の反応を誘発するが、多くの場合、作物の生産性を犠牲にしている。2 つの圃場実験を実施し、2 つの形成期（耕起期（TS）と茎伸長期（SS））における高収量サトウキビ 10 種のジェノタイプに対す る干ばつの影響を、施用後 30 日以内に判定した。実験は、遺伝子型ごとに 3 回の複製を用いた無作為化完全ブロックデザインのスプリットプロットに従った。2 つの形成段階におけるサトウキビの応答の違いを比較するために，干ばつに対する農業生理学的応答を観察した。干ばつは，両形成期のサトウキビの全クロロフィル含量（Chl）と気孔コンダクタンス（Gs）を有意に減少させ，全掃気活性（AOA）と電解質漏出（EC）を有意に増加させた。また，茎伸長期では，茎伸長期に比べて Chl の値が高くなっていたが，AOA の低下と EC の上昇は干ばつに対する感受性が高いことを示唆している。ピアソン相関分析の結果，茎伸長期と比較して，茎伸長期の方が株高，節間長，Chl，AOA，EC，Gsの間に強い相関が見られた。さらに，多変量解析の結果は，各パラメータの寄与度が異なることを示しており，2つの形成段階間での応答の違いを補完するものであった。多変量解析では，評価された形質に基づいて10の遺伝子型がグループ化されており，これらの形質がサンプル集団の違いを検出する能力を示唆している。サトウキビの 2 つの形成段階における形質間の関係は，品種開発研究のために干ばつに弱い遺伝子型と干ばつに強い遺伝子型をスクリーニングし，同定する上で重要な意味を持つと考えられる。

Drought during the formative stages of a plant's growth triggers a sequence of responses to maintain optimal growing conditions, but often at the expense of crop productivity. Two field experiments were conducted to determine the effect of drought on 10 high-yielding sugarcane genotypes at two formative stages (the tillering stage (TS) and stalk elongation (SS)), within 30 days after treatment imposition. The experiments followed a split-plot in a randomized complete block design with three replicates per genotype. Agro-physiological responses to drought were observed to compare the differences in the response of sugarcane during the two formative stages. Drought significantly reduced total chlorophyll content (Chl) and stomatal conductance (Gs) for both formative stages, while significantly increasing total scavenging activity (AOA) and electrolyte leakage (EC). A higher level of Chl was observed in the stalk elongation stage compared to the tillering stage; however, lower AOA coupled with higher EC in the stalk elongation stage suggests higher drought susceptibility. Pearson's correlation analysis revealed a stronger correlation between plant height, internode length, Chl, AOA, EC, and Gs at the tillering stage relative to the stalk elongation stage. Moreover, results from the multivariate analysis indicate the different contribution values of each parameter, supplementing the hypothesized difference in response between the two formative stages. Multivariate analysis clustered the 10 genotypes into groups based on the traits evaluated, suggesting the ability of these traits to detect differences in a sample population. The observed relationship among traits during the two formative stages of sugarcane will be significant in screening and identifying drought-susceptible and drought-tolerant genotypes for variety development studies.