気候変動に伴う海面上昇や集中豪雨による冠水は土壌の嫌気化を引き起こし、栽培イネの生育抑制や収量・品質の低下を招く。栽培イネの土壌嫌気耐性の改良には、多様な嫌気環境適応機構を有する野生イネ遺伝資源の活用が重要である。一般にイネは、嫌気条件下で根に通気組織を形成し、地上部から根への酸素供給を維持している。一方、通気組織は細胞死によって形成されるため、その過剰な形成は呼吸代謝の低下を介してエネルギー不足を招く可能性があり、低酸素環境への適応には根の通気組織形成と呼吸代謝との適切なバランスが重要と考えられる。そこで本研究では、異なる環境に適応する野生イネ3種（O. rufipogon, O. latifolia, O. granulata）と代表的な栽培イネ2種（Nipponbare, Kasalath）を用い、高酸素・低酸素条件下で水耕栽培を行い、通気組織形成と呼吸応答を比較した。その結果、栽培イネでは恒常的に通気組織を形成する傾向が認められたのに対し、野生イネでは低酸素条件に応答して形成を促進する種と低水準に維持する種が存在し、多様な環境応答性が示された。また、根の呼吸速度および通気組織形成に伴う構築コストは、野生・栽培イネともに根の発達が大きい系統ほど高かった。以上より、低酸素環境下では、通気組織形成を誘導的に制御しつつ構築コストを抑制することが重要な適応戦略であり、栽培イネの土壌嫌気耐性改良に有用な形質となる可能性が示唆された。
