2018 Fiscal Year Research-status Report
Construction of the resource circulation type agriculture using by-product on the agricultural production process
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17KT0152
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| Research Institution | 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所 |
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Principal Investigator |
鳴坂 真理 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所, その他部局等, 特別流動研究員 (80376847)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | 病害抑制 / バイオスティミュラント / 植物ウイルス病 / 植物免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非可食性バイオマスを作物の病害防除に活用することで安心安全な農産物の増産を可能にするとともに、非可食性未利用農資源を高付加価値化することで新たな産業を創出するための研究を行った。具体的には、農資源利用の多様性を図るため、農産物の生産過程で未利用な資源(農産副生物)や非可食性の植物をバイオスティミュラントとして有効活用する。バイオスティミュラントとは, 植物の活力を高める資材であり, 植物のストレス期や生育期に正の効果がある資材である。また、これにより自然の力を生かした環境低負荷型の病害防除法及び栽培法を提案して、高収量で、安心安全な農産物を生産することを目的とする。本成果は、農産物の生産とその工程で生じる農産副生物の農資源化を統合した資源循環型農業の構築に貢献する。
H30年度は非可食性の未利用資源であるショウガの茎葉およびショウガ科植物の月桃の抽出物に、植物の病害（ウイルス病、細菌病、糸状菌病）を抑制する効果があることを発見した。特に、植物ウイルス病の被害額は世界で６兆円、国内で年間1000億円以上と推定されるが、特効薬となる化学薬剤は存在しないため、植物ウイルス病の感染抑制効果に着目した。本研究により、ショウガの茎葉や月桃を新たな農資源として活用可能なウイルス病防除資材として見出すことができた。一方で、月桃には、多くの近縁種や生態型が存在し、さらに2倍体および3倍体の月桃も存在することが明らかとなった。今後は、これら病害の防除に関わる活性成分を特定する必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ショウガは地下茎が利用されているのみであり、地上部の茎葉は活用されていない。そこで、農産物の生産過程で未利用な資源(農産副生物)であるショウガの茎葉から搾汁機を用いてエキスを抽出した。本抽出物をナス科作物のモデル実験植物ベンサミアーナタバコに茎葉散布し、24℃、16時間明下8時間暗下に静置した。処理3日後にトマトモザイクウイルスを機械接種し24℃、16時間明下8時間暗下にて静置した。接種3日後に接種葉の病斑をカウントし、感染量を定量した結果、有意に発病抑制が認められた。また、この他にも、細菌病および糸状菌病に対しても防除効果が認められた。
以上により、これまで有効活用されていなかったショウガ地上部に病害防除効果があることが発見できた。これらをバイオスティミュラントとして活用する。
さらに、ショウガ科の植物の月桃に植物の免疫を高める効果があることを発見した。しかし、月桃はこれまでに正確な分類がなされておらず、近縁種や複数の月桃の生態型が存在する。そこで、有効成分を多く含む個体（生態型）を選抜するため、葉緑体遺伝子のmatKおよびtrnL-UUU配列を解析した結果、複数の遺伝子型に分かれることが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ショウガおよびショウガ科植物に病害防除効果、植物の免疫の向上効果を有することを発見した。今後は、これら病害防除成分を明らかにすることを目的として、抽出物を分画により精製する。
世界の農薬の市場は約6兆円（2013年）、日本の農薬の市場は3,733億円（2016年）である。バイオスティミュラントは、世界において既に2,000億円の市場を形成し、欧州、米国、中国およびアジア圏において市場が大きくなりつつある。今後、年率約12～14％で伸長し、2020年に約3,500億円、2025年に約6,700億円の規模に拡大すると見込まれている（DunhamTrimmer LLC資料より）。現在の日本の市場規模は約100～200億円で、今後の広がりが見込まれている。
本研究で開発する「バイオスティミュラント」は、非可食性植物を原料として製造され、これを植物に葉面散布して植物を健全にし、植物が本来備えている病気に対する免疫力を高めることで病害の感染を防ぐことを目的とする。本資材の開発は、安心安全で付加価値の高い農産物を生産するため、化学合成農薬を極力使用しない減農薬農産物を国民に提供することを可能とする。また、本資材は減農薬栽培に貢献し、高付加価値な農産物として輸出促進への貢献が期待できる。また、未利用資源の高付加価値化により、新規産業の創出及び、農家の収入の増加に貢献する。特に、H30年度の研究により、ショウガおよびショウガ科植物による植物ウイルス病の防除効果が明らかとなった。植物ウイルス病の被害は甚大であるが有効な化学農薬は存在しない。有効成分が特定され、当該剤が実用化されればウイルス病による作物の被害が低減でき、かつ、抗植物ウイルス剤の新規市場が開拓できる。
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| Causes of Carryover |
平成30年2月に3週間の入院と、その後に長期間のリハビリを要したため、昨年度後半から計画を変更した。新規バイオスティミュラント候補の詳細な評価（マイクロアレイ解析等）は次年度へ計画変更することとした。
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