| Project/Area Number |
19H05611
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section C
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 克幸 岩手大学, 理工学部, 准教授 (00763153)
大嶋 孝之 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30251119)
王 斗艶 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (30508651)
林 信哉 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40295019)
袁 春紅 岩手大学, 農学部, 教授 (80431336)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥199,030,000 (Direct Cost: ¥153,100,000、Indirect Cost: ¥45,930,000)
Fiscal Year 2023: ¥33,410,000 (Direct Cost: ¥25,700,000、Indirect Cost: ¥7,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥41,860,000 (Direct Cost: ¥32,200,000、Indirect Cost: ¥9,660,000)
Fiscal Year 2021: ¥35,230,000 (Direct Cost: ¥27,100,000、Indirect Cost: ¥8,130,000)
Fiscal Year 2020: ¥39,910,000 (Direct Cost: ¥30,700,000、Indirect Cost: ¥9,210,000)
Fiscal Year 2019: ¥48,620,000 (Direct Cost: ¥37,400,000、Indirect Cost: ¥11,220,000)
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| Keywords | パルスパワー / プラズマ / 生長促進 / 植物 / 食品機能性 / 鮮度保持 / タンパク質立体構造 / ストレス / 食品 / 機能性 / たんぱく質立体構造 |
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| Outline of Research at the Start |
パルス電界・プラズマ複合反応場による植物・水産物の革新的機能制御の実現と作用機序を礎とした学術深化を目的として、パルスパワー技術を基礎とした、ナノ秒、マイクロスケール反応場創出といった高精度の時空間制御を実現する。さらにその反応場を活用して、植物の活性制御としてはパルス電場やプラズマ照射後の種子や植物体のレドックス変移やエピジェネティクス、遺伝子発現などを通した活性化の機序解明を行う。さらに、鮮度保持・食品機能性向上として、パルス電界・プラズマ複合反応場での農産物や水産物のタンパク構造変化、機能性向上、酵素や発酵微生物の活性制御などの機構解明を進め、本分野での学術深化・世界先導を実現する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this research is to produce spatio-temporally controlled electric field and plasma for bio-reaction, such as physiological activity and protein structure changes in plants, and to create a new research field of bio-plasma interaction. For spatio-temporally controlled electric field and plasma, a compact and easy-to-handle pulsed power supply using SiC devices was developed and was evaluated focusing on the spatio-temporal evolution of the discharge. In the plant activity control, the germination of seed, seedling growth promotion, disease tolerance, and photosynthetic activity were analyzed after pulsed electric field and plasma irradiation to clarify the activation mechanism. In the post-harvest and food processing, the experimental results using Ovalbumin (egg white albumin) showed that the application of pulsed electric fields promotes structural changes, such as changes in the position of epitopes and increased binding to antibodies.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、パルス電界・プラズマ複合反応場による植物・水産物の革新的機能制御の実現と作用機序の解明を目的として、パルスパワーによる時空間制御された反応場創出、その反応場を活用した植物の生理活性変化の機序解明、農産物や水産物のタンパク構造変化、酵素活性制御などを試みた。研究成果で記載のように、本分野の研究者のためのインフラ的な成果（電源開発、時空間制御プラズマ反応場の創成）や植物や食品と時空間変化する電場の相関性といった新たな学理を立ち上げるに至った。世界先導に関して、Nature Springer社からの専門書の発刊や、レビュー論文の掲載など、社会的にも、学術的にも意義の高い内容となっている。
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| Assessment Rating |
Ex-post Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, expected outcomes of research have been produced.
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Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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