東京農総研研報

19：31-39, 2024

（原著論文）

ポット栽培のスギ若齢個体における応力波伝播速度の評価

宮下智人＊・畑尚子・奈良雅代・中村健一

東京都農林総合研究センター

摘要

スギのヤング率は遺伝率が高く，育種による改良効果が大きい。また，応力波伝播速度（Vp）はヤング率と高い相関があり，スギの立木では10年生の小径木でもヤング率の推定に使用できる。10年生より若齢のポット栽培の個体においても Vp を材質指標として利用できれば，長期を要するスギ育種の効率化において有用と考えられる。この利用可能性を検証するため，雄性不稔スギの育種素材である実生個体集団について，ポット栽培の 2 ～ 8 成長期の Vp および根元径を継年的に調査し，成長期間および親子間のデータの関係性を評価した。その結果，Vp，根元径ともに，各集団内で比較的若齢の 3 ～ 5 成長期と最も高齢の 6 ～ 8 成長期の間で高い正の相関が認められた。また親の Vp またはヤング率の相対的評価値の高低と後代の Vp の高低には概ね一致がみられた。これらのことから，ポット栽培個体の 3 ～ 5 成長期の段階で測定された Vp 値は，集団内の 6 ～ 8 成長期での高低および親個体の遺伝的特性を反映していることが示唆された。本調査で得た Vp 値が壮齢時のヤング率をどの程度反映しているのかは不明である。今後，若齢のポット栽培個体の Vp が材質指標として利用可能か明らかにするためには，ポット栽培の個体と10年生以上の立木の個体で相関を評価するなどの検証が必要である。
キーワード：スギ花粉症，ヤング率，材質，育種，根元径
簡略表題

ポット栽培のスギ若齢個体の応力波伝播速度

東京都農林総合研究センター研究報告＊

著者連絡先：宮下智人

19：31-39，2024

Email：c-miyashita@tdfaﬀ.com－ 31 －

東京都農林総合研究センター研究報告第19号（2024年）

ポット栽培下で Vp により一定の評価ができれば，
緒言

育種年限の短縮化や栽培の効率化を図れる可能性があるが，スギのポット栽培における Vp の調査事例

スギの育種は少なくとも10数年以上の長期を要はみられない。スギのポット栽培個体の Vp が材質し，山の植栽地の面積も広大であるため，その間の指標として利用可能か検証するためには，Vp のデー栽培管理や成長・材質特性の調査にかかるコストやタに個体間差があり，その差が経年で安定的である労力が大きい。 このため， 育種年限の短縮化や栽か，また親子間の Vp に相関があるか，そしてポッ培・調査の効率化を可能とする技術を確立すること

ト栽培のデータと10年生以上の立木のデータの間には，時代のニーズに適合した新品種を迅速に育成す相関があるかを明らかにすることが必要である。

る上で重要である。スギでは近年，優良な材質や成そこで本研究では，この検証に必要なデータを得長性に加えて，花粉症対策にも有効な品種の育成がるため，雄性不稔品種育成の育種素材として維持し求められている。材質に関しては，スギは海外の競ている若齢のポット栽培の実生個体集団を用いて，合する他樹種に比べてヤング率が小さいなどの課題

経年的に Vp を測定した。併せて成長量の指標としがあり， 改良を図ることが必要である（池田ら，て根元径を調査し，これらのデータについて年次間2011）。スギのヤング率は他の材質や成長に関するや親子間での関係性を評価した。

形質と比べて遺伝率が高く，育種による改良効果が材料および方法大きい（藤澤，1998）。また，非破壊的に測定できる応力波伝播速度（以下，Vp） は， 丸太の動的ヤ
小 径 木 で も 強 度 の 推 定 に 使 用 で き る（宮 下 ら，

1 ．供試材料および耕種概要
雄性不稔スギの育種素材として2007～2010年に交2009）。一方，10年生未満については，池田ら（2011）

配，作出した実生個体のうち（宮下ら，2014），遺が若齢期（ 4 ，10年生）と30年生以上の挿し木系統

伝資源としてポット栽培で維持している 3 つの個体について応力波伝播法により立木ヤング率を測定集団を供試した（表 1 ）。 これらはいずれも雄性不稔遺伝子 ms-1（以下，a と記す）に由来する不稔品

ング率と高い相関があり，スギの立木では10年生のし，両者の値に有意な相関関係を認めている。また
池田ら（2022）は， 2 ～10年生時のスギ挿し木苗で測定した立木 Vp について，各計測年次間における種（aa）を育成するための育種素材であり，遺伝子型は aa（不稔），Aa（可稔），AA（可稔） のいずれ回帰で決定係数が高く，系統間差が継続して発現しかである。ていること， 6 ～10年生時に測定した丸太のヤング

集団 1 は，富山県の不稔個体（aa）と東京都精英率との回帰式の決定係数も高かったことから，立木樹（AA） とを2007年に交配して作出されたヘテロ

Vp は若齢期におけるヤング率の評価法としても有型（Aa） の31個体である。 集団 2 は， ヘテロ型品効と考えた。 このように，Vp により10年生未満の種（Aa）の「大井 7 号」（静岡県）および「中 4 号」

若齢期でも強度推定が可能になれば，育種の迅速化（神奈川県）を2008年に正逆交配して作出され，そや効率化において有用と考えられる。の中から選抜された不稔（aa）の60個体である。集また，育種においてポット栽培は一般に，生育の団 3 は，集団 1 の個体と「大井 7 号」または「中 4促進，世代更新の期間短縮，省スペース化，栽培条号」とを2010年に交配して作出された不稔（aa）ま件の斉一化などの効果があり，これを林木の育種にたは可稔（AA，Aa）の105個体である。

も適用できれば効率化が期待できる。クロマツでは栽培は東京都立川市の露地圃場で行った。発芽個

マツノザイセンチュウ抵抗性品種の育成において，体を直径 6 cm，次いで 9 cm のポリポットで 2 年間ポット栽培での選抜手法が確立されている（宮下・育苗し， 発芽から 3 年目の 4 月に直径30cm のポッ渡部，2015）。スギでは花粉症対策品種の育種におトに定植した。ポットの用土はピートモス，鹿沼土，いて，ポット苗の段階で雄性稔性を評価する手法が赤土，堆肥を等量とし，元肥として緩効性肥料マイ確立され，早期選抜が可能となっている（本間ら，クロロングトータル280-100（12- 8 -10） 5 g/L を混2006）。またスギでは，育苗のためのコンテナ栽培合して用いた。 追肥には緩効性肥料 IB 化成 S 1 号（藤井，2016）や採種を目的とした根域制限栽培（猿（10-10-10） を用い， 毎年 4 月に20g/ ポットを施用田ら，2019）などの報告もある。材質についても，した。なお本論文では，ポットに定植した年を 1 成－ 32 －

ポット栽培のスギ若齢個体における応力波伝播速度の評価

表1

供試した実生個体集団し，維持管理の都合上，概ね 3 成長期までには地際

2 ．応力波伝播速度および根元径の測定
2014年の 9 月および2015～2018年の11～12月に，から140cm の高さで断幹処理を行った。

応力波伝播速度（Vp） および根元径を年 1 回測定

長期と呼称する。 2 成長期からは幹を支柱で固定した。集団 1 では 5 ～ 8 成長期，集団 2 では 4 ～ 8成長期， 集団 3 では 2 ～ 6 成長期のデータを取っ－ 33 －

東京都農林総合研究センター研究報告第19号（2024年）

た。Vp は応力波測定装置 FAKOPP（FAKOPP 社製）析を行った。集団 3 では，親とその後代系統の間でを用い， 支柱に固定したままの状態で測定した。

相関分析を行った。また集団 1 ， 3 では，後代系統

FAKOPP の STOP センサーは地際から20cm の高さ間で値を比較するために t 検定を行った。に約45度の角度で取付け，区間長を 2 ～ 3 成長期で結は50cm， 4 ～ 8 成長期では90cm として各々70cm，果110cm の高さに START センサーを同角度で取付けた。 1 個体あたり向かって左側・右側で各 3 回測定

いずれの集団も 4 ～ 5 年（2014～2018年）の調査

し，測定値平均から Vp（km/s）を算出した。なお，期間中に順調に成長が進み，根元径の平均値は経時

上述の FAKOPP の測定条件（ 2 成長期以降に調査的に増加した（表 2 ）。 各集団の根元径の変動係数

開始，地際からの高さ，区間長，支柱固定）につい（CV） はいずれも11～15％の範囲であった。Vp のては，事前の予備試験として年 2 回，種々の条件下平均値は，集団 3 の 2 成長期が1.85km/s とやや遅いで測定を実施し， 概ね安定的に FAKOPP 値が得らのを除けば， 3 集団の各成長期のいずれも概ね1.9れる条件を検討した上で設定した。次に，根元径に～2.1km/s の範囲の値であった。Vp の平均値を成長ついては， 地際から 5 cm の高さで最も太い径をノ期間で比較すると，集団 2 では 4 成長期の1.98km/sギスで測定した。なお，成長量の指標としては一般から 8 成長期には2.07km/s となるなど，いずれの集に胸高直径や樹高が用いられるが，本研究では調査団もやや早くなる傾向はみられたが，その程度は極対象が主として断幹した個体でこれらの調査には適めて小さかった。各集団の Vp の CV は 5 ～ 7 ％で合しないため，根元径を調査することとした。

あった。

Vp および根元径について， 各集団内の個体間差

集団 1 ， 2 では 8 成長期，集団 3 では 6 成長期との経年での安定性を評価するため，本調査期間中のそれ以前の成長期の間で，Vp および根元径のデー最高齢（ 6 または 8 成長期）のデータとそれよりもタの相関を評価した（表 3 ）。Vp の相関係数は，集若齢の成長期のデータ間で相関分析を行った。また

団 3 の 2 成長期 – 6 成長期の間では0.5546と小さ親と子の両データが揃った集団 1 ， 3 については，かったが，それ以外ではいずれの集団の成長期間に

Vp および根元径について遺伝的要因の影響を評価

おいても0.7071～0.9166と大きく，高い正の相関がするため，集団内の個体を花粉親または種子親別に認められた。根元径も Vp と同様の傾向であり，集系統化し，10個体以上ある系統を対象にして統計分

団 3 の 2 成長期 – 6 成長期の間では相関係数が

表2

応力波伝播速度および根元径の推移－ 34 －

ポット栽培のスギ若齢個体における応力波伝播速度の評価

0.4936と著しく小さかったが，それ以外ではいずれいずれの集団においても，Vp および根元径の個体の集団の成長期間においても0.7718～0.9725と大き間差はその集団内で比較的若齢の 3 ～ 5 成長期からく，高い正の相関が認められた。集団 2 について，最も高齢の 6 ～ 8 成長期まで経年的に安定して維持4 成長期と 8 成長期のデータで得られた一次回帰式されていた。

をみると（図 1 ），Vp と根元径のどちらにおいても次に，親子間および後代系統間でデータの関係性決定係数は0.5以上と高い値が得られた。すなわち，を評価した。集団 1 の個体を花粉親品種別に系統化

表3

図1

表4

応力波伝播速度および根元径における成長期間の相関係数

4 成長期 - 8 成長期間での応力波伝播速度および根元径の関係（集団 ２ ）R2 は決定係数。

花粉親品種のヤング率と後代系統の応力波伝播速度および根元径（集団 １ ）－ 35 －

東京都農林総合研究センター研究報告第19号（2024年）

し，10個体以上ある 2 つの系統（「西多摩21号」 お粉親品種のヤング率の相対評価値は異なるが，後代よび「南多摩 5 号」の後代系統）について， 8 成長2 系統の Vp には有意な差は認められなかった。ま期のデータを比較した（表 4 ）。t 検定を行った結果，た， 根元径についても 2 系統間で有意差は無かっ「西多摩21号」後代系統の Vp（平均1.99km/s）は「南た。

多摩 5 号」後代系統（同1.85km/s）より有意に速かっ考た。一方，関東育種基本区スギ精英樹特性表（林木察育種センター，2014）に基づく花粉親品種のヤング率の相対評価値は，「西多摩21号」が 4 ，「南多摩 5若齢のポット栽培個体の Vp が材質指標として利号」が 3 であり，花粉親品種のヤング率の高低と後用可能かの検証に必要なデータを得るため，本研究

代系統の Vp の高低は一致した。

ではポット栽培の 3 つの実生個体集団について Vp

また，集団 3 の個体を種子親個体別に系統化し，の経時調査を行った。 その結果，（1） 各集団内で親子間で Vp および根元径の関係性を評価した。個

Vp 値には個体間差があり，その差は各集団内で比体№75，92，97，105，123を種子親とする後代系統

較的若齢の 3 ～ 5 成長期から最も高齢の 6 ～ 8 成長が各々10個体以上の条件を満たしたため（表 1 ），期まで経年的に安定して維持されていること，（2）この 5 系統を評価対象とした。種子親（集団 1 の個親の Vp またはヤング率の相対的評価値の高低と後体）では 8 成長期の値，後代系統では 6 成長期の平代系統の Vp の高低には概ね一致がみられることが均値を用いた（図 2 ）。その結果，根元径では無相明らかとなった。これらのことから，ポット栽培の関であったが，Vp では親子間に有意な正の相関が3 ～ 5 成長期の若齢段階で測定された Vp 値は， 6認められた。次いで，集団 3 の全個体を花粉親品種～ 8 成長期での集団内の Vp の高低および親個体の別に系統化し， 2 つの系統（「大井 7 号」 後代系統遺伝的特性を反映していることが示唆された。

53個体，「中 4 号」 後代系統52個体） について 6 成

なお，集団 3 の花粉親品種については，そのヤン長期でのデータを比較した（表 5 ）。その結果，花グ率の高低と後代系統の Vp の高低が一致しなかっ

図2

表5

種子親と後代系統間での応力波伝播速度および根元径の関係（集団 ３ ）集団 3 の個体を種子親別に系統化し，10個体以上ある 5 系統について，種子親の 8 成長期の測定値と後代系統の 6 成長期の平均値との関係を示した。
ｒは相関係数（＊ p ＜0.05），R2 は決定係数。

花粉親品種のヤング率と後代系統の応力波伝播速度および根元径（集団 ３ ）－ 36 －

ポット栽培のスギ若齢個体における応力波伝播速度の評価た。ヤング率は様々な要因が複合的に関与している変動対策，病害虫抵抗性など多様なニーズに応える形質であり， 晩材仮道管 S 2 層のミクロフィブリル

有望な育種素材を迅速かつ効率的に育成する上で，傾角と容積密度が大きく影響するとされる（井城，有用な育種技術の一つに成りうると考えられる。

2014）。集団 3 の花粉親 2 品種のヤング率について謝は，若齢のポット栽培で計測される Vp とは相関の辞低い要因が強く影響していることが，親子間の傾向の不一致の一因として考えられる。

本研究の実施および原稿の作成にあたり，静岡県

また， 根元径については，Vp と同じく， 各集団森林・林業研究センター 袴田哲司博士，富山県農の 3 ～ 5 成長期と 6 ～ 8 成長期の間で高い正の相関

林水産総合技術センター森林研究所 斎藤真己博士，が示された。しかし，根元径では親と後代系統間で神奈川県自然環境保全センター 主任研究員 齋藤央

相関がなく，後代系統間の有意差も認められなかっ嗣氏，ならびに当所の緑化森林科 主任研究員 新井た。スギの立木の肥大成長性については，胸高直径一司氏にご協力をいただき厚く御礼を申し上げまはヤング率に比べて遺伝率が低いとの報告があるこす。また，植物材料の栽培管理面でご尽力いただいとから（藤澤，1998）， 根元径もまた同様の傾向でた当所の園芸技術科，緑化森林科の職員各位に深くあるかもしれない。しかし，若齢のポット栽培とい御礼を申し上げます。

う本試験の特殊性も踏まえると，ポットでの根元径
引用文献

が成木での成長性や遺伝的特性をどの程度反映しているのかについてはさらに検証が必要と考えられる。

猿田けい・山田晋也・山本茂弘・山口亮・石川佳

本研究では，ポット栽培の 3 ～ 5 成長期の若齢段

寛・ 大平峰子・ 平岡裕一郎・ 山野邉太郎・ 高橋階で測定された Vp 値が， 6 ～ 8 成長期での集団内誠（2019）ビニルハウスを用いたスギ種子生産方の Vp の高低および親の遺伝的特性を反映している法の検討．第130回日本森林学会大会：594．

ことが示唆された。しかし，測定された Vp 値がその個体の壮齢時のヤング率をどの程度反映している

藤井栄（2016）実生スギコンテナ苗生産期間短縮の試み．徳島農技セ研報 3：15-20．のかは不明である。池田ら（2022）は， 2 ～10年生

藤澤義武（1998）高度木材利用に適合する品質管理のスギで立木 Vp を測定し，その平均値が 1 年あた型木材生産への林木育種的対応に関する研究．林

り約0.1～0.2km/s 速くなったと報告している。一方，

育研報 15：31-107．

本研究の各集団の平均 Vp は成長期を増すごとに早本間莉恵・吉井エリ・平英彰（2006）スギ雄性不くなる傾向はみられるものの， 年次間差は概ね稔の検定期間の短縮．日本森林学会誌88：30-32．

0.09km/s 以下と著しく小さかった（表 2 ）。 また池池田潔彦・山本茂弘・袴田哲司・山田晋也（2011）

田ら（2011）は，見本林と採穂園の挿し木系統につ静岡県産スギ精英樹挿し木系統の動的ヤング率．

いて立木ヤング率を比較し，後者の値が小さかった

静岡農林技術研研報 4：79-86．

ことについて，幹頂部を断幹処理したため生長形質池田潔彦・山本茂弘・袴田哲司・山田晋也（2022）とも関連して劣ったと推測している。スギの立木とスギ挿し木苗の植栽後 2 ～10年時における立木応

ポット栽培個体，また断幹処理した個体と無処理の力波伝播速度及びヤング率の年次変動 静岡県産

個体とでは，Vp や材質に関わる成長特性においてスギ精英樹交配家系等について． 木材学会誌違いが生じる可能性があり，これらの点についてさらなる検討が必要と考えられる。

68：66-76．
井城泰一（2014）材質形質育種の可能性．森林遺伝

若齢のポット栽培個体の Vp が材質指標として利育種 3：164-166.

用可能か明らかにするためには今後，クローンを用

宮下千枝子・澁澤直恵・西澤敦彦・中村健一・奈良

いて，ポット栽培の個体と10年生以上の立木の個体

雅代（2014）東京都における雄性不稔スギの育種間でデータの相関を評価するなどの調査が必要であ研究（2007～2010年交配）． 東京農総研研報 9：る。このような検証の結果，将来的に若齢のポット

23-30．

栽培の条件下で Vp に基づいた優良個体の選抜や不宮下久哉・織田春紀・半田孝俊（2009）若齢時にお良個体の足切りが可能になれば，花粉症対策や気候けるスギクローンの材質評価． 木材学会誌 55：－ 37 －

東京都農林総合研究センター研究報告第19号（2024年）

136-145．
宮下智弘・渡部公一（2015）山形県におけるマツノ
ザイセンチュウ抵抗性クロマツの選抜手法の改良．日本森林学会誌 97：243-250．
林木育種センター（2014）関東育種基本区スギ精英
樹特性表．https://www.ffpri.affrc.go.jp/ftbc/business/sinhijnnsyu/documents/tokuseihyo-sugi.pdf（2 0 2 3年
9 月15日確認）－ 38 －

ポット栽培のスギ若齢個体における応力波伝播速度の評価

Evaluation of stress wave propagation velocity in young Japanese cedar(Cryptomeria japonica) pot-grown seedlings
Chieto Miyashita＊ , Shoko Hata, Masayo Nara, Kenichi Nakamura
Tokyo Metropolitan Agriculture and Forestry Research CenterAbstract
The Young's modulus of Japanese cedar (Cryptomeria japonica), a key quality index of wood, is expected toimprove through breeding owing to its high heritability. Furthermore, the stress wave propagation velocity (Vp), which
can be measured nondestructively, is known to have a strong correlation with the Young's modulus. This makes it
possible to estimate the Young's modulus even for 10-year-old standing C. japonica trees with small diameters. If Vp
could be used as a wood quality indicator even for pot-grown plants younger than 10 years, it would be useful for
improving C. japonica breeding efficiency, which requires a long period of time. To verify this possibility, the Vp andbasal diameter of pot-grown seedling populations of C. japonica breeding materials used to produce male-sterilecultivars were measured annually for 2–8 years after potting. Relationships between individuals in each year andbetween parents and their offspring were evaluated. The results showed that both Vp and basal diameter of 3–5-and
6–8-year-old individuals were highly positively correlated. Furthermore, the Vp trends or relative values of the Young's
modulus of the parents were generally consistent with the Vp trends of each progeny. These findings suggest that Vp,
measured in 3–5-year-old pot-grown individuals, reflects the trend of Vp in 6–8-year-old individuals in the populationand the genetic characteristics of the parents. However, the extent to which the Vp measured in this study reflects theYoung's modulus in a mature standing tree of the individual is unclear. To clarify the potential use of Vp as a woodquality index in young pot-grown C. japonica, it is necessary to evaluate the correlation between young clones in pot
cultures and standing trees older than 10 years of the same clones.
Keywords: basal diameter, breeding, sugi-pollinosis, wood quality, Young’s modulus
Bulletin of Tokyo Metropolitan Agriculture and Forestry Research Center, 19: 31-39, 2024.
*Corresponding author: c-miyashita@tdfaff.com－ 39 －