Chrono-postharvest engineering: quality preservation of leafy vegetables through circadian clock regulation

• Project/Area Number: 25K02130
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 黒木 信一郎 京都大学, 農学研究科, 教授 (00420505)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 博通 神戸大学, 農学研究科, 教授 (00258063) ; 中野 浩平 岐阜大学, 大学院連合農学研究科, 教授 (20303513) ; 福田 弘和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90405358) ; 五月女 格 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90469833)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
• Keywords: ルシフェラーゼ発光 / 偏光ハイパースペクトル / 代謝物網羅分析 / 概日時計シミュレータ

Outline of Research at the Start

朝方時計遺伝子CCA1を対象に、外部環境としての酸素濃度および光（暗）条件の単独・複合変化に対する位相応答の空間的分布特性を、ルシフェラーゼ発光画像計測により明らかにする。次いで、得られた位相応答曲面を基に概日時計シミュレータを構築し、貯蔵中の体内時計の同期状態を時空間的に制御し得る入力刺激を設計する。さらに、設計刺激下で貯蔵した葉菜類を対象に、偏光ハイパースペクトル画像計測と機械学習を用いた統計モデルにより代謝物プロファイルを推定し、時計制御が品質変化に与える影響を解明する。これにより、品質劣化現象に時間分光学的視点を導入し、概日時計理論に基づく新たな品質評価・制御技術の確立を目指す。