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Analysis of chloroplast proliferation phenomenon of photosynthetic organisms using nano-ZnO particles and creation of CO2 fixation process

Research Project

Project/Area Number 18K19882
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

Tokumoto Hayato  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70405348)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉原 静恵  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20382236)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords酸化亜鉛ナノ粒子 / 光合成生物 / 葉緑体 / ナノ粒子
Outline of Final Research Achievements

We have succeeded in inducing high growth of photosynthetic organisms that can immobilize CO2 and contribute to low carbonization by using metal nanoparticles as a mineral source. When nano-ZnO particles are exposed to dedifferentiated plant callus and algae, it has been clarified that chlorophyll protein responsible for photosynthetic reaction is highly produced in plant cells, and the same is true for plant roots, which play a major role in mineral absorption. Succeeded in inducing high growth. The results of this research will lead to the creation of bioprocesses that can impart high CO2 fixation ability to photosynthetic organisms such as algae and plant factory crops used in oil production and water purification processes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光合成生物は、生育環境中で溶解した金属イオンをミネラルとして吸収し、光合成により有機物を生産してライフサイクルが達成される。本研究では、金属ナノ粒子をミネラル源とすると、その溶解速度が光合成生物の吸収速度に合致させやすいことを見出した。従来の施肥では、余剰ののミネラルが、生育を阻害したり、地下水汚染源となることがあったが、本研究の成果により、光合成生物を用いたバイオプロセスを、金属ナノ粒子の採用により最適化することが可能になったと言える。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Genetic Diversity and Structure of Apomictic and Sexually Reproducing Lindera Species (Lauraceae) in Japan2021

    • Author(s)
      Nakamura, M., Nanami, S., Okuno S., Hirota, S.K., Matsuo A., Suyama Y., Tokumoto H., Yoshihara, S., Itoh, A.
    • Journal Title

      Forests

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 227

    • DOI

      10.3390/f12020227

    • NAID

      120006978343

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019851

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    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 131 Issue: 3 Pages: 283-289

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.11.004

    • NAID

      40022514785

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      Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)

      Volume: 145 Issue: 2 Pages: 405-415

    • DOI

      10.1007/s11240-021-02017-2

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    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      Volume: 318 Issue: 4 Pages: E525-E537

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      Journal of Material Cycles and Waste Management

      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 1103-1112

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      Volume: 27 Issue: 4

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      R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, S. Yoshihara, H. Tokumoto, H. Ogino
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      Volume: 104 Issue: 21 Pages: 9147-9158

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      S. Yoshihara, K. Yamamoto, Y. Nakajima, S. Takeda, K. Kurahashi, H. Tokumoto
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      Plant Cell, Tissue and Organ Culture

      Volume: 138 Issue: 2 Pages: 377-385

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    • Author(s)
      徳本勇人(分担執筆)
    • Total Pages
      634
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047664
    • Related Report
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Published: 2018-07-25   Modified: 2022-01-27  

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