Plant growth instability originated from disturbance of circadian rhythm and optimization of nonparametric cultivation environment

• Project/Area Number: 20H00423
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2020-2021)
• Principal Investigator: 福田 弘和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90405358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 徳田 功 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389) ; 永野 惇 龍谷大学, 農学部, 教授 (00619877) ; 峰野 博史 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (40359740) ; 高山 弘太郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40380266) ; 谷垣 悠介 県立広島大学, 生物資源科学部, 講師 (80757154) ; 森 直哉 玉川大学, 学術研究所, 助教 (40804050)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥44,200,000 (Direct Cost: ¥34,000,000、Indirect Cost: ¥10,200,000); Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2022: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2021: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000); Fiscal Year 2020: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
• Keywords: 植物工場 / オミックス / 不安定性 / 栽培環境最適化 / フェノタイピング

Outline of Research at the Start

植物生産システムの高度自動化が求められている。しかしながら、生体内にはノイズ増幅の原因となる「不安定性」が存在し、自動制御における安定性の確立が課題となっている。そこで、本研究では、理論的研究（位相動力学）により生育不安定性のメカニズムを解明し、時系列生育データの高度解析手法の構築を目的とする。ここでは、主に日産6000株の大規模植物工場におけるレタス集団を対象に、画像解析技術を用いて大規模な生育データを取得し、結合振動子モデルを用いた定式化と解明を行う。最終的には、時間軸上の最適化法として新規に「ノンパラメトリック栽培環境最適化法」の枠組みを構築する。