植物バイオコミュニケーションのためのマルチエイジェントシステムの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07506003
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高倉 直 東京大学, 農学部, 教授 (50011929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荊木 康臣 東京大学, 農学部, 助手 (50242160) ; 後藤 英司 東京大学, 農学部, 助手 (00186884) ; 蔵田 憲次 東京大学, 農学部, 助教授 (90161736) ; 西 功 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40084454)
• Keywords: 安全同位体 / 光合成 / 呼吸 / 同時測定

Research Abstract

植物工場のような安定かつ高効率な野菜生産システムにおいて、生長を最大にかつ高品質な野菜を生産するためには、環境条件の最適化、および植物生体情報の正確な計測が必要である。しかし、植物環境条件と植物生理の関係はまだ十分には明らかにされていない。例えば、植物における3つの重要なプロセスである光合成、呼吸、蒸散を個別に同時連続測定することはほとんど行われていない。そこで、安全同位体を用いて、これらのガス交換を同時に計測するシステムを開発し、植物の形態変化を温度分布や赤外放射量の分布として、計測することによって、植物の状態を総合的に解析できるマルチエイジェントシステムの開発を目的とした。
本年度は、計測の中心となる安全同位体比測定用精密質量分析計の試作と試料としての植物を栽培できる気密グロースチャンバーの製作を行った。^<13>炭素、^<32>酸素などの安全同位体比の同時測定が可能な質量分析計を製作できた。測定の遅れ、途中での付着量の算定などの基本測定での諸条件を調べ、システムの稼働特性を把握するとともに、当初に目的のために使用できることを明らかにした。
次に、気密グロースチャンバーとして、リ-フチャンバー内にトウモロコシ葉をセットし、同位体ガス^<13>CO_2を用いて光合成と呼吸の同時測定を試験的に行ってみた。まず、通常の炭素を含む^<12>CO_2を流入させたあと、同位体ガスを流し、植物から排出される炭酸ガスの中の同位体比の時間変化を測定することから光合成と呼吸速度を計算した。測定システムは正常に機能することが確認でき、本格的な測定実験が開始できることが判明した。