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  国立環境研究所気候変動適応センターの増冨祐司らの研究チームは、近年の温暖化により全国的に問題になっている水稲の品質低下、特に粒が白味がかった白未熟粒と呼ばれる低品質米の発生について、この発生を抑えるためには、いつまでに(When)、どの程度(How)高温耐性を持った水稲品種を開発・導入しなければならないかを調べました。その結果、日本全体としては2040年代までに現在の主要品種コシヒカリに対して1度から2度の高温耐性を持った品種を開発・導入する必要があること、また今後10年ごとにおおよそ0.5度ずつ高い高温耐性を持った品種を開発・導入していく必要があることを初めて明らかにしました。この結果は今後の温暖化に備えた長期的な新品種開発・導入戦略の検討などで利用されることが期待されます。    本研究の成果は、2022年10月17日付でSpringerから刊行される緩和・適応分野の学術誌『Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change』に掲載されました。   図1 白未熟粒(左)と整粒(右)。白未熟粒は粒が白味がかっている。 １．研究の背景 　近年の温暖化によって水稲の品質低下が全国的に問題となっています。特にこの品質低下で問題となっているのは白未熟粒と呼ばれる白味がかった米粒の発生です(図1)。農林水産省が行った調査ではこの白未熟粒の発生が実に2/3の都道府県ですでに問題になっていると報告されています※1。この白未熟粒が多く含まれると米の等級が下がり、価格が低下するため、生産者の収入低下に直結します。また一般に食味が悪いとされ、消費者にとっても良い問題ではありません。 　白未熟粒の発生を抑えるには高温耐性品種と呼ばれる高温に強い水稲品種を開発し、導入していくことが非常に効果的な対策と考えられています。実際に様々な高温耐性品種が既に開発され、導入されてきています※2。しかしながら、新しい品種の開発には10年単位の時間を要し、さらに開発された品種を導入・普及するのにも時間がかかります。このため、将来のさらなる温暖化を見据えながら、今後の新品種の開発・導入に関する長期的な戦略を検討していくことがとても重要です。そのような中、そもそも例えば10年後、20年後までにどの程度の高温耐性を持った品種を開発・導入しなければならないのかということについてはこれまで何もわかっておらず、長期的な戦略の検討の材料となる科学的な情報はありませんでした。 ２．研究の⽬的 　本研究の目的は、いつまでに(When)、どの程度(How)の⾼温耐性を持った水稲品種を開発・導入する必要があるかを日本全体及びそれぞれの都道府県において明らかにすることです。これにより、将来にわたり必要な高温耐性品種の育種開発・導入戦略の検討に資する科学的な情報の提供を目指します。 ３．研究手法 　まず同研究チームが2019年に開発した、気温を入力すると白未熟粒発生率を推計できる数理モデル※3に対して、高温耐性効果をもった水稲品種の白未熟粒発生率を仮想的に計算できるように改良を加えました。次にこの数理モデルを用いて、高温耐性を0度から3度まで0.5度刻みで変化させて、日本全国の各地点の白未熟粒発生率を計算しました。この際、2011年から2050年までの気温を数理モデルに入力し、現在から将来にわたる白未熟粒発生率を計算しました。またこの計算は、将来の温室効果ガス排出が多く気温上昇が大きいケース(RCP8.5)と、温室効果ガス排出が少なく気温上昇が比較的小さいケース(RCP2.6)の二つのケースで行いました。なお2019年に開発した数理モデルはコシヒカリを対象としており、今回の計算はコシヒカリに対して、高温耐性が0度から3度高い水稲品種の白未熟粒発生率を計算したことになります。 ４．研究結果と考察 　図2は2040年代における白未熟粒発生率を色分けして示しています。図で赤いところは、等級低下が起こるような高い白未熟粒発生率の地域を示しています。上の図がRCP2.6ケースで、下の図がRCP8.5ケースです。一番左は基準品種(コシヒカリ)の計算結果で、右に行くほど、より高温耐性を持った品種を導入していることになります(左から高温耐性が0、0.5、1、1.5、2度)。これによると、基準品種では2040年代には、西日本の沿岸部を中心に、等級低下を招くような高い白未熟粒発生率を示すことがわかります。またRCP2.6ケースとRCP8.5ケースを比較すると、気温上昇が大きいRCP8.5ケースでは、RCP2.6ケースに比べて高い白未熟粒発生率を示す地域がより広範囲に広がっていることもわかります。一方、図を右に見ていき、高温耐性品種を導入した場合の白未熟粒発生率を見てみると、赤い部分が小さくなり、確実に白未熟粒発生率を低減できることがわかります。 図2 2040年代の白未熟粒発生率[%](RCP2.6(上)とRCP8.5(下))。左から右に高温耐性の異なる品種を0.5度刻みで導入した結果。赤い部分は2等への等級低下を招くほどの高い白未熟粒発生率の地域を表している。 　上記の2040年代の計算結果に加えて、2010、2020、2030年代の計算結果も解析すると、例えば現状より白未熟粒発生率を増加させないためには、いつまでに、どの程度の高温耐性を持った品種を開発・導入しなければならないかを計算することができます。表1はこれをまとめたものです。これによると、2020年代には0度から0.5度、2030年代には1度、2040年代には1度から2度の高温耐性を持った品種を開発・導入しなければならないことがわかります。RCP2.6とRCP8.5の違いはありますが、おおよそ今後10年につき0.5度の速さで高温耐性を持った品種を開発・導入しなければならないということが今回の計算から初めて明らかになりました。 なお、論文中ではコシヒカリを主に栽培している都道府県を対象に同様の表をまとめています。これにより、各都道府県において必要な高温耐性品種の開発・導入目標が年代別にわかるようになっています。また今回の報道発表では、将来予測を行う気候モデルの違いや白未熟粒発生率を計算する数理モデルの推計誤差などを考慮した多数の推計の中位推計だけを示しました。論文中では、より高い白未熟粒発生率を示す悲観ケースや、低い白未熟粒発生率を示す楽観ケースも示していますので、詳細は原著論文をご参照ください。 表1　基準品種(コシヒカリ)に対して必要な年代別高温耐性 2020年代 2030年代 2040年代 RCP2.6 ＋0.5度 ＋1度 ＋1度 RCP8.5 ＋0度 ＋1度 ＋2度 ５．今後の展望 　本研究では、数理モデルを用いて仮想的に高温耐性品種を導入した場合の計算を行い、0.5度/10年という開発・導入速度が必要であることを明らかにしました。しかしながら、実際にこの開発・導入速度が技術的に可能なのかはまだわかっていません。またそもそも現在高温耐性品種に分類されている品種が、例えば現在のコシヒカリに対してどの程度の高温耐性を持っているのかは定量的にはわかっていません。これは高温耐性を定量的に測る手法がこれまで確立されていなかったことが原因の一つとして考えられます。幸いなことに本研究で利用した数理モデルを用いれば、栽培データなどを用いて各品種の高温耐性を簡易に定量化することが可能です。したがって、今後の展開として、本研究で利用した数理モデルを用いて現在の品種の高温耐性を定量化し、これらの品種で今後白未熟粒発生をどの程度抑えることができるのか、更なる高温耐性品種の開発・導入が必要なのか、過去の品種開発・導入速度は0.5度/10年を満たしているのかといった問いについて、明らかにしていきたいと考えています。 ６．注釈 ※1：農林水産省, 2022: 令和3年地球温暖化影響調査レポート. https://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/ondanka/attach/pdf/index-75.pdf https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7620/ab52e7/pdf ※2：令和3年産では12.4%が高温耐性品種(農林水産省, 2022※1) ※3：Masutomi, Y., Takimoto, T., Shimamura, M., Manabe, T., Arakawa, M., Shibota, N., Ooto, A., Azuma, S., Imai, Y., Tamura, M. (2019): Rice grain quality degradation and economic loss due to global warming in Japan. Environmental Research Communications, 1, 121003. ７．研究助成 　本研究は、文部科学省「気候変動適応技術社会実装プログラム」により実施されました。 ８．発表論文 【タイトル】Breeding targets for heat-tolerant rice varieties in Japan in a warming climate 【著者】Yuji Masutomi, Takahiro Takimoto, Toru Manabe, Yoko Imai, Makoto Tamura, Kazuhiko Kobayashi 【雑誌】Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 【DOI】10.1007/s11027-022-10027-4 【URL】https://link.springer.com/article/10.1007/s11027-022-10027-4 ９．問い合わせ先 【研究に関する問い合わせ】 国立研究開発法人国立環境研究所　気候変動適応センター アジア太平洋気候変動適応研究室 室長　増冨祐司 国立大学法人茨城大学　地球・地域環境共創機構（GLEC） 教授　田村誠 【報道に関する問い合わせ】 国立研究開発法人国立環境研究所　企画部広報室 E-mail:kouhou0（末尾に@nies.go.jpをつけてください） 国立大学法人茨城大学　広報室 E-mail:koho-prg（末尾に@ml.ibaraki.ac.jpをつけてください） 広報活動 研究所紹介動画／パンフレット 報道発表 イベント情報 見学について 国立環境研究所一般公開 国立環境研究所公開シンポジウム 刊行物一覧 Webマガジン「国環研View」 環境問題をわかりやすく 小・中・高校生の方へ メールマガジン SNS一覧 新着情報 2024年度 2023年度 2022年度 2021年度 2020年度 2019年度 2018年度 2017年度 2016年度 2015年度 2014年度 2013年度 2012年度 2011年度 2010年度 2009年度 2008年度 2007年度 2006年度 2005年度 2004年度 2003年度 2002年度 2001年度 関連新着情報 2023年12月6日温暖化による生物の分布拡大が在来種に及ぼす影響を評価 トンボをモデルに温度上昇で在来種の採餌量が減少することを解明 (大阪科学・大学記者クラブ、農政クラブ、農林記者会、文部科学記者会、科学記者会、環境記者会、環境問題研究会、東大阪市政記者クラブ、奈良県政・経済記者クラブ、奈良県文化教育記者クラブ、筑波研究学園都市記者会、弘前記者会同時配付) 2022年4月7日夏季五輪マラソンへの気候変動による暑熱の影響と複数の適応策がもたらす効果を明らかにしました（筑波研究学園都市記者会、環境省記者クラブ、環境記者会同時配付） 2019年11月27日温暖化で高山生態系の逃げ場がなくなる恐れ —気候変動速度(VoCC)の指標を用いて 　全国各地の気候変動の影響を初めて推計—（長野県庁 県政記者クラブ、筑波研究学園都市記者会、林政記者クラブ、農政クラブ、農林記者会、京都府政記者室・クラブ、環境省記者クラブ、環境記者会、農業技術クラブ同時配付） 2017年10月18日 タケ、北日本で分布拡大のおそれ ～里山管理の脅威になっているモウソウチクとマダケ（産業管理外来種）の生育に適した環境は温暖化で拡大し、最大500km北上し稚内に到達～（宮城県政記者会、科学記者会、文部科学記者会、大学記者会、京都大学記者クラブ、環境省記者クラブ、環境記者会、筑波研究学園都市記者会、気象庁記者クラブ同時配付） 2017年10月6日｢土壌は温暖化を加速するのか？─アジアの森林土壌が握る膨大な炭素の将来｣ 国立環境研究所「環境儀」第66号の刊行について（お知らせ）（筑波研究学園都市記者会、環境省記者クラブ同時配付） 2017年9月25日　　　　 北極に運ばれるブラックカーボンはどこからくる？〜地上ではロシアから、上空ではアジアからが多いことが判明〜 （お知らせ）（筑波研究学園都市記者会、環境省記者クラブ、文部科学記者会、科学記者会同時配付） 全てを見る 閉じる 関連記事 2023年2月28日シベリアでのタワーを使用したGHGモニタリング特集　温室効果ガスを「見る」ための科学 【研究プログラムの紹介：「気候変動・大気質研究プログラム」から】 2022年12月28日子の行く末に将来を見る： 稚樹母樹差を用いた森林樹木の分布移動評価特集　気候変動と生態系、モニタリング研究の今 【研究ノート】 2022年12月28日気候変動に対する生物の「適応」特集　気候変動と生態系、モニタリング研究の今 【環境問題基礎知識】 2022年12月27日ミニチュア大洋「日本海」が発する警告 海洋環境への地球温暖化の影響環境儀 No.86 2022年12月27日国立環境研究所における 「日本海における温暖化の影響に関する研究」の あゆみ 2022年6月30日大気汚染と気候の複合問題への挑戦 数値シミュレーションを用いた高解像度予測の最前線環境儀 No.85 2021年12月28日草原との共生を目指して ～モンゴルにおける牧草地の脆弱性評価～環境儀 No.83 2021年12月28日モンゴルの草原と人々の生活を守るためにInterview研究者に聞く 2021年12月28日気候変動および人為的攪乱による 草原生態系への影響評価Summary 2021年6月29日気候変動から生き物を守る 自然生態系分野の適応研究環境儀 No.81 2020年9月29日正しいごみ管理で都市を水害から守る 熱帯アジアの都市型水害の原因と解決策環境儀 No.78 2017年9月29日温暖化や攪乱に対する土壌呼吸の観測研究の動向 研究をめぐって 2016年12月28日草原の炭素収支と温暖化コラム2 2016年12月28日日本の生物多様性を脅かす「4つの危機」特集　生物多様性の保全から自然共生へ 【環境問題基礎知識】 2016年9月30日温室効果ガスの長期的変動をモニタリングする事業Summary 2016年6月30日気候変動による影響とその適応策Summary 2015年10月30日続・世界の水資源のコンピュータシミュレーション特集　地球規模で長期の気候変動リスク 【研究ノート】 全てを見る 閉じる 関連研究報告書 表示する記事はありません 関連研究者 増冨 祐司 国環研について 研究所概要 組織紹介 研究者紹介 研究所基本文書 研究所マップ 所外実験施設 調達・契約 採用案内 研究所の環境配慮 政策貢献 環境情報メディア「環境展望台」 情報公開 個人情報保護 情報セキュリティ対策 遺伝資源へのアクセスと利益配分(ABS)への対応 研究倫理 研究紹介 研究分野 戦略的研究プログラム 国の計画に基づき中長期計画期間を超えて実施する事業 研究成果 データベース／ツール 研究プロジェクト等のページ 研究計画・研究評価 外部連携 受託業務 委託業務 共同研究 地環研等との共同研究 全国環境研究所交流シンポジウム 環境研究機関連絡会 知的所有権（特許等） 研究シーズ集 国環研ベンチャー 研究試料の有償分譲 国際連携・国際活動 連携大学院 社会との対話・協働 寄附金 広報活動 研究所紹介パンフレット/動画 報道発表 イベント情報 見学について 国立環境研究所一般公開 国立環境研究所公開シンポジウム 刊行物一覧 Webマガジン「国環研View」 環境問題をわかりやすく 小・中・高校生の方へ メールマガジン SNS一覧 このホームページについて ソーシャルメディアポリシー プライバシーポリシー 関連リンク © 2022 National Institute for Environmental Studies -->