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Development of photo-sensing technologies for plant microbiome analysis

Research Project

Project/Area Number 25660207
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

HIRAFUJI Masayuki  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター大規模畑作研究領域, 領域長 (00370495)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) IKEDA Seishi  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター大規模畑作研究領域, 主任研究員 (20396609)
NISHINAKA Mio  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター畑作基盤研究領域, 研究員 (90586158)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords共生微生物 / 植物 / 適応複雑系 / 一般化Lotka-Volterra方程式 / センサネットワーク / 光環境 / ハイパースペクトルイメージング / レーザー蛍光 / ハイパースペクトルカメラ / センサーネットワーク / スペクトラム / 共生微生物群集 / DNA / メタボローム / 光センシング / フェノミクス / 動態
Outline of Final Research Achievements

Growth and phenotypic expression pf plants are affected by Microbiome in plant tissues. We challenged to modeling of the symbiotic systems and optical sensing methods. Environment data by a sensor network, microbiome abundances by meta-genomics and hyper-spectrum images are collected as time series data successfully. Moreover fluorescence imaging induced by semiconductor Laser devices was tried. The time series data of microbiome shows a competitive phenomenon between so-called “good bacteria” and “bad bacteria”. The most dynamics in the competitive phenomenon could be modeled by the general ecosystem model, and partially it seems affected by environmental factor. This result means importance of simultaneous collection of environmental data.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (27 results) (of which Invited: 16 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Molecular Characterization of the Bacterial Community in a Potato Phytosphere2013

    • Author(s)
      Someya, N., Y.O. Kobayashi, S. Tsuda and S. Ikeda
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 28 Issue: 3 Pages: 295-305

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME13006

    • NAID

      10031191412

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 植物生育促進細菌の研究動向2013

    • Author(s)
      鶴丸博人、橋本萌、池田成志、南澤究
    • Journal Title

      日本土壌肥料学雑誌

      Volume: 84 Pages: 418-423

    • NAID

      110009766666

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 植物共生科学の新展開と農学研究におけるパラダイムシフト2013

    • Author(s)
      池田成志、鶴丸博人、大久保卓、岡崎和之、南澤究
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 51 Pages: 462-470

    • NAID

      10031184722

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      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 環境微生物研究とリスク管理2013

    • Author(s)
      池田成志
    • Journal Title

      本微生物生態学会誌

      Volume: 28 Pages: 75-76

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  • [Presentation] フィールド・フェノミクスのためのセンシング及びクラウド技術2015

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      平成27年度園芸学会春季大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉大(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-29
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    • Invited
  • [Presentation] nnovation in Agriculture Accelerated by FAB2015

    • Author(s)
      M. Hirafuji
    • Organizer
      ISDF 2015 the International Symposium on Digital Fabrication
    • Place of Presentation
      Hyderabad (India)
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-03
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    • Invited
  • [Presentation] Agricultural Big Data and Applications2015

    • Author(s)
      M. Hirafuji
    • Organizer
      Big Data Workshop ”Innovation is GREAT”
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所(東京都)
    • Year and Date
      2015-02-26
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    • Invited
  • [Presentation] フィールドセンサネットワークを用いた環境モニタリング2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      第46回種生物シンポジウム
    • Place of Presentation
      富士Calm(山梨県)
    • Year and Date
      2014-12-05 – 2014-12-07
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    • Invited
  • [Presentation] スマート農業とフェノミクス2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      第61回北海道土壌肥料懇話会シンポジウム
    • Place of Presentation
      北大(北海道)
    • Year and Date
      2014-12-04
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    • Invited
  • [Presentation] Big Data for Agriculture2014

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji
    • Organizer
      Big Data French-Japanese Workshop
    • Place of Presentation
      フランス大使館(東京都)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-19
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    • Invited
  • [Presentation] 農業におけるビッグデータの構築と活用2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      農業×制御×情報通信ワークショップ(計測自動制御学会, 電子情報通信学会, 農業情報学会)
    • Place of Presentation
      機械振興会館(東京都)
    • Year and Date
      2014-11-07
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    • Invited
  • [Presentation] スマート農業とフェノミクス-農業・生物・環境の途方もない複雑性をビッグデータで読み解く-,2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      日本農学会シンポジウム「ここまで進んだ!飛躍する農学」
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-10-04
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    • Invited
  • [Presentation] Agricultural Big Data Analyzing System with Open-source Technologies and CLOP (CLoud Open Platform)2014

    • Author(s)
      M. Hirafuji, A. Itoh, T. Kiura, T. Yoshida
    • Organizer
      AFITA 2014
    • Place of Presentation
      Perth (Australia)
    • Year and Date
      2014-09-29 – 2014-10-02
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  • [Presentation] Developing Field Sensing Technologies towards Field Phenomics2014

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji
    • Organizer
      日本育種学会第56回シンポジウム
    • Place of Presentation
      南九州大学(宮崎県)
    • Year and Date
      2014-09-26
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    • Invited
  • [Presentation] 情報科学による農業のイノベーション2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      第193回コンピュータビジョンとイメージメディア研究発表会(情報処理学会)
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2014-09-01
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    • Invited
  • [Presentation] センサネットワーク及びUAVによるてん菜のフィールド・フェノタイピング2014

    • Author(s)
      平藤雅之,杉浦 綾,田口和憲
    • Organizer
      てん菜研究会第12回技術研究発表会
    • Place of Presentation
      北農ビル(北海道)
    • Year and Date
      2014-07-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] UAV空撮画像による作物生長計測とフィールドフェノタイピングへの応用2014

    • Author(s)
      杉浦綾,伊藤淳士,濱田安之, 辻博之,村上則幸,澁谷幸憲,平藤雅之
    • Organizer
      第73回農業食料工学会年次大会
    • Place of Presentation
      琉球大学(沖縄県)
    • Year and Date
      2014-05-16 – 2014-05-19
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  • [Presentation] センシングとモニタリングのスマート化2014

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      農業情報学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東大(東京都)
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-15
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    • Invited
  • [Presentation] A Strategy to Create Agricultural Big Data2014

    • Author(s)
      M. Hirafuji
    • Organizer
      RII Global Conference 2014
    • Place of Presentation
      San Jose(米国)
    • Year and Date
      2014-04-23 – 2014-04-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Open-FS(Open Field Server)による環境・生育モニタリング実験及びOpen-FSの改良2014

    • Author(s)
      平藤雅之,世一秀雄,伊藤淳士,杉浦綾,濱田安之,池田成志,西中未央,田口和憲,辻博之,本多潔
    • Organizer
      日本農業気象学会 2014年全国大会
    • Place of Presentation
      北海道, 北海道大学
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] A Strategy to Create Agricultural Big Data2014

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji
    • Organizer
      SRII Global Conference 2014
    • Place of Presentation
      the Fairmont Hotel, Silicon Valley, San Jose, California, USA
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  • [Presentation] Recent ICT and its Future Perspective in Agriculture and Food2013

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji
    • Organizer
      International Seminar on ICT-Oriented Smart-Management of Supply Chain for Organic Agriculture Product in Asia
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand, Kasetsart University
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    • Invited
  • [Presentation] A Concept of Smart Farming and Field Phenomics Based on M2M and IoT2013

    • Author(s)
      M. Hirafuji
    • Organizer
      The 9th NSTDA Conference 2013
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand, Thailand Science Park
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    • Invited
  • [Presentation] 農業ビッグデータをつくる2013

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Organizer
      マルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2013)シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道, 十勝川温泉ホテル大平原
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    • Invited
  • [Presentation] Comprehensive Data Collection by Sensor Network and Optical Sensor for Agricultural Big Data2013

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji
    • Organizer
      The 36th APAN Meeting
    • Place of Presentation
      韓国, 大田, KAIST
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  • [Presentation] 大規模農業のための広域計測及びフェノミクスのための高密度計測を行うセンサクラウドシステムの試用実験と評価2013

    • Author(s)
      平藤雅之,世一秀雄,伊藤淳士,杉浦綾,濱田安之,澁谷幸憲,池田成志,西中未央,田口和憲,辻博之
    • Organizer
      農業食料工学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道, 帯広畜産大学
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  • [Presentation] Agricultural Big Data for Field Phenomics2013

    • Author(s)
      Masayuki Hirafuji,Yasuyuki Hamada, Tomokazu Yoshida, Takuji Kiura, Atsushi Itoh,Kazunori Taguchi, Kenji Asano, Hiroyuki Tsuji, Seishi Ikeda, Mio Nishinaka, Ryo Sugiura, Kiyoshi Honda
    • Organizer
      PhenoDays 2013
    • Place of Presentation
      Kasteel Vaalsbroek Vaals, The Netherlands
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  • [Presentation] ジャガイモ根関連細菌の培養解析2013

    • Author(s)
      染谷信孝、海野祐介、信濃卓郎、津田昌吾、池田成志、関口博之
    • Organizer
      日本土壌微生物学会
    • Place of Presentation
      東京農工大
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  • [Presentation] ジャガイモから分離した共生細菌の圃場における接種効果2013

    • Author(s)
      関口博之、染谷信孝、土田勝一、浅野目謙之、森一幸、池田成志
    • Organizer
      日本土壌微生物学会
    • Place of Presentation
      東京農工大
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  • [Presentation] 植物共生微生物と農業2013

    • Author(s)
      池田成志
    • Organizer
      第14回日本有機農業学会大会
    • Place of Presentation
      東北大
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    • Invited
  • [Presentation] 植物共生微生物の群集構造解析による有機栽培作物の微生物特性の解明

    • Author(s)
      池田成志
    • Organizer
      有機農業研究者会議2013
    • Place of Presentation
      農林水産技術会議事務局筑波事務所 つくば農林ホール
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] IoT/CPS/M2M応用市場とデバイス・材料技術 (第8章-2 大規模農業におけるICT化の現状と展望 -電子デバイスへのニーズ-)2015

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Total Pages
      319
    • Publisher
      S&T出版
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] シリーズ21世紀の農学「ここまで進んだ!飛躍する農学」2015

    • Author(s)
      平藤雅之
    • Total Pages
      171
    • Publisher
      養賢堂
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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