2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of cultivation method for high value crops utilizing environmental memory in plants
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20K21346
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
矢守 航 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90638363)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 変動光 / 光合成 / UV照射 / アントシアニン / 植物工場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、日本では植物工場の普及が急速に進められており、作物の高効率生産・高付加価値を実現する栽培法の確立が喫緊の課題となっている。健康志向の高まり、特に生活習慣病予防の観点から、野菜に含まれる栄養成分や機能性成分に注目が集まっている。健康に良い機能性成分を多く含む高付加価値作物の生産には、これまでUV照射法が提案されているが、可視光領域の変動光照射によって、シロイヌナズナにおいてアントシアニンの蓄積が誘導されることを明らかにした。今年度、赤系のリーフレタスを用いて、複数の変動光条件において植物栽培をおこなったところ、残念ながら、どの変動光処理区においてもアントシアニンの蓄積が観察されなかった。そこで、現在、同時に６つの変動光処理を可能とする照射システムを構築した。今後、どのような変動光下においてアントシアニンの蓄積が誘導されやすいかを解析する予定である。そして、照射のタイミングや強度を変えることによって、生産性と機能性成分を高めることが可能であることを示したい。また、可視光変動光のみならず、UV LED照射システムも構築済みであるため、UV照射と可視光領域の変動光照射による機能性成分の生合成と蓄積機構の違いを解明したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
UV LED照射システムのみならず、同時に６つの変動光処理を可能とする照射システムを構築することができた。シロイヌナズナにおいては可視光変動光照射によってアントシアニンの蓄積が観察されたが、赤系のリーフレタスにおいてアントシアニンの蓄積が観察されなかった。今後、変動光処理条件を再検討し、リーフレタスにおいてもアントシアニンが蓄積する条件を見つけ、照射のタイミングや強度を変えることによって、生産性と機能性成分を高めたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
UVと可視光変動光の照射システムをセットアップすることができた。今後、赤系リーフレタス（レッドファイヤー）を用いて、可視光(白色LED)の変動光照射の処理を複数同時に行うことによって、アントシアニンが蓄積しやすい光照射条件を明らかにしたい。アントシアニンの蓄積に対する光照射パターンの最適化を行うことができれば、光照射処理12 h、24 h、72 h後に、処理前と処理後のアントシアニンの蓄積量と生合成遺伝子（CHS, CHI, DFR）を解析する。また、アントシアニンの蓄積を引き起こす光合成電子伝達系の還元状態と活性酸素量、各種抗酸化酵素（SOD, CAT, APX, GR）の活性を総合的に評価する。これらによって、可視光の変動光照射が生育及びアントシアニン蓄積に及ぼす影響を明らかにし、UV照射による機能性成分の蓄積機構との違いを解明したい。
シロイヌナズナにおいては、可視光領域の変動光照射が葉のアントシアニン蓄積に及ぼす影響を明らかにできた。今後、各種変異体を用いて、各種変動光が植物成長とアントシアニン蓄積に及ぼす影響を解明することで、生産性と機能性成分を同時に高められる条件を見出したい。
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| Causes of Carryover |
赤系レタスにおいて、可視光変動光照射によってアントシアニンの蓄積を誘導できなかった。そのため、アントシアニンの成分や生合成遺伝子、また、アントシアニンの蓄積を引き起こす光合成電子伝達系の還元状態と活性酸素量、各種抗酸化酵素（SOD, CAT, APX, GR）の活性を解析することができなかった。次年度に、可視光変動光照射の最適化を行うことによって、これらを総合的に評価する予定である。
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