農研機構，X線CTを用いて水田のイネ根系を可視化

農研機構は，X線CT（X線断層撮影）を用いて根の形を崩さずに水田で栽培したイネの根系を計測する技術を開発した（ニュースリリース）。

肥料価格の高騰や環境負荷の少ない持続可能な農業の実現のため，低施肥栽培に適した品種育成が求められている。そのひとつとして，根における肥料吸収効率の改善が挙げられる。

従来，イネの根系を観察する一般的な方法として，円筒形の筒を地面に打ち込んで根ごと土壌を収集し，深さ別に土壌を分割して各土層に含まれる根を洗い出して定量化していた。例えば，収集した土壌を上下に2分割すると，根が浅い品種は浅い層の根の割合が，根が深い品種は深い層の根の割合が多くなるが，この方法では根系の微細な違いが分からず，また1個体を定量化するために最大1日ほど労力がかかる非効率的な方法だった。

研究グループでは，X線CTを用いて，人工培土を充填したポットで栽培したイネの根系を可視化する技術を開発してきたが，水田の土は人工培土と異なりひび割れやわらなどの残渣が存在し，そのままではこの技術を応用できない。そこで，X線CT画像の中から根のみを抽出する画像処理法を新たに確立することができれば，水田から収集した土壌中の根系も可視化できるのではないかと考えた。

この研究で，水田からイネの株を含む土壌ブロックを採取，X線CTで撮影し，画像処理フィルタでイネの根のみを抽出する画像処理法を確立。根の情報のみを立体的に抽出し土壌中の根系を可視化した。また，可視化された画像から根の生える方向を立体的に算出することにより，1個体に由来する根だけに絞り込む計算法を開発した。これにより個体単位での根系を評価することが可能になったという。

この手法では画像処理は自動的に行なわれるため，土壌ブロックの収集からX線CTの撮影までにかかる時間は1個体あたり約10分だった。500個体の評価が約10人日の労力で可能となり，従来法と比較して大幅な時間短縮となったという。

この手法により，水田で栽培したイネの根系を短時間で立体的に評価することが可能となった。従来難しいとされていた根系による選抜が可能となり，肥料の利用効率が高い品種の育成への応用を進め，低施肥栽培による持続可能な農業の実現に貢献できるという。また，この手法を用いることで，根系に関する品種育成に有用なDNAマーカーの開発が進むとしている。