植生指標rGによる省力的かつ客観的な牧草育種選抜手法
要約
無人航空機(UAV)で空撮された牧草の育種試験圃場画像から得られる植生指標rG は、従来の手法で主観的に評価する草勢および葉枯れ性病害の育種家評点と相関が高く、省力的かつ客観的な育種選抜手法として利用できる。
- キーワード : スマート育種、飼料作物、植生指標、無人航空機(UAV)、HojoLook
- 担当 : 北海道農業研究センター・寒地酪農研究領域・自給飼料生産グループ
- 代表連絡先 :
- 分類 : 研究成果情報
背景・ねらい
優良品種育成のための優良個体の選抜は、計測形質と、評点による評価形質を総合的に判断して育種家が選抜している。しかし、評点評価においては、育種家の経験の違いが結果の安定性に影響を与えることがある。さらに、選抜対象個体数が多いほど、優良個体が選ばれる可能性が高くなるが、育種家が評価できる個体数には限界がある。そのため、客観的かつ効率的に多個体を同時に評価できる画像解析法により評価する手法が有効である。画像解析法を利用したrG評価法は、画像解析の知識・技術がなくてもrG評価値を出力できるアプリケーション「HojoLook」が開発されたことにより導入が容易となり、育種現場での有効利用が期待されている。本研究では、rG評価法による牧草の葉枯れ性病害、草勢、越冬後の再生程度の評価値による育種選抜と、従来の育種家による育種選抜の比較検証を行い、rG評価法による育種選抜の有効性について明らかにする。
成果の内容・特徴
- 植生指標rG評価法はUAVに搭載したRGBカメラによって空撮された圃場画像を、画像解析ソフトによって解析対象画像に切り分け、画像内の緑の多さを表す指標Green Red Vegetation Index ((緑-赤)/(緑+赤))を相対値(範囲0～100)に出力する方法である。
- 北海道農業研究センター(札幌)圃場での、オーチャードグラス(OG)選抜集団の育種家評点総和(1-9の評点で評価し、越冬性、草勢は加算、2番草と3番草の病害程度は減算した総和)と、評価時に撮影した画像から算出したrG総和の相関係数(R)は、0.7469と高い(図1)。
- OG選抜集団において、育種家により従来の手法で選抜された後代集団(従来選抜)、rG法により選抜された後代集団(rG選抜)、従来選抜およびrG選抜で重複選抜された後代集団(重複選抜)は同程度の罹病程度を示し、耐病性向上においてrG選抜は従来選抜と同程度の選抜効果がある(表1)。
- rG選抜集団、従来選抜集団、重複選抜集団は選抜前集団より越冬性が向上し、成分特性の優れる1番草で収量が高い(表2、表3)。従来選抜同様、rG選抜は越冬性向上において選抜効果がある。
成果の活用面・留意点
- rG評価法はオーチャードグラスの育種選抜に利用できる。
- rG評価法はペレニアルライグラスでも同様の選抜効果を示し、他植物種への応用も期待される。
- アプリケーション「HojoLook」の情報は以下のURLから得られる。 https://www.naro.go.jp/laboratory/harc/contents/hojolook/
- 空撮は光の反射、植物体の影、ドローン機体の投影の影響を避けるため、曇天下での撮影が望ましい。
具体的データ
その他
- 予算区分 : 交付金
- 研究期間 : 2017～2021年度
- 研究担当者 : 黄川田智洋、眞田康治、藤森雅博、春日重光(信州大学)、秋山征夫
- 発表論文等 : 黄川田ら(2024)草地会誌、70:1-9