2020 Fiscal Year Annual Research Report
Stimulus Response Mechanism on Plants Using Pulsed Electric Fields (Focusing on photosynthesis and phytohormone)
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18K04082
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
王 斗艶 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (30508651)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | パルスパワー / パルス電界 / 植物光合成 / リーフレタス / 植物バイオエレクトリクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リーフレタスの葉部へパルス電界を印加した際に起こる植物光合成への影響調査を行った。2019年度に、パルス電界を印加することで光合成パラメータが活性され、生長促進につながる可能性が示唆されたことから、2020年度は、レタスの光順応状態を通常栽培照度（150 μmol/m2s）の半値程度（75 μmol/m2s）と設定し、この光順応状態に対するパルス電界強度・周波数依存性を検証した。その結果、0.1 kV/cm, 1000 ppsで光合成活性、1.0 kV/cm, 1000 ppsで光合成不活性化の傾向にあることを見出し、さらに全体的な傾向として光合成活性化を確認した。また、光合成におけるチラコイド反応とストロマ反応に関してはそれぞれ以下の電気刺激応答特性を確認し、そのメカニズムについて考察した。
（１）チラコイド反応（明反応）：全体的な傾向として電子伝達速度（ETR）の増加、熱放散（NPQ）の減少を確認した。この原因としては、ストロマ反応（暗反応）側に供給される化学エネルギー（ATP, NADPH）の増加が考えられる。
（２）ストロマ反応（暗反応）：全体的な傾向として蒸散速度（E）の減少、炭素固定速度（A）の増加を確認した。このこの原因としては、気孔から取り入れられるCO2量自体は減少したが、取り入れられたCO2を効率的に葉緑体内部へ浸透させたことで、炭素固定速度Aが上昇した可能性が考えられる。
上記実験結果および考察より、パルス電界をリーフレタスへ印加することでその光合成の活性あるいは不活性を制御できる可能性が示唆され、例えば人工光を用いた栽培環境では、栽培時の光照度を低く設定することで省エネを図ることが可能となる。
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[Journal Article] Introduction2021
Author(s)
TAKAKI Koichi
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Journal Title
The Journal of The Institute of Electrical Engineers of Japan
Volume: 141
Pages: 137～138
DOI
Peer Reviewed
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