2010 Fiscal Year Annual Research Report
サーカディアン共鳴現象の解明と応用による高機能組換えレタスの高生産
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22780232
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
福田 弘和 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (90405358)
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| Keywords | 植物工場 / 体内時計 / ルシフェラーゼ発光 / 同期制御 / 遺伝子組換えレタス / 時計遺伝子 |
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| Research Abstract |
植物の体内時計(サーカディアンリズム)が昼夜サイクルと"共鳴"すると、植物の成長や光合成効率が最大になる。この現象はサーカディアン共鳴現象と呼ばれ、レタスにも観察できることから閉鎖型植物工場でも十分な効果が期待できる。この現象は時計遺伝子の遺伝子発現レベルにおける共鳴現象に起因すると推測されており、メカニズムの解明によって分子レベルの制御への発展も期待できる。そこで本研究では、(1)分子メカニズムの理論方程式の構築と、(2)その理論方程式を応用した高機能組換えレタスの高生産を実現するモデル追従型栽培アルゴリズムの創出を試みる。平成22年度は(1)サーカディアン共鳴現象のメカニズムの解明について研究を行なった。
1.ルシフェラーゼ遺伝子導入レタスを用いて、様々な周期をもつ明暗サイクル条件におけるサーカディアン共鳴現象を詳細に観察した。サーカディアン共鳴現象の最適解(最適周期)は、植物種や照度や光質に依存すると考えられる。そこで、グリーンウエーブレタスやシスコレタスなどの3品種において、最適周期の解明を行なうと共に、赤色LED光や赤青混合LED光(赤青比8:2など)の場合における最適周期解を求めた。
2.明暗サイクルとサーカディアンリズムの位相関係を解析し、サーカディアン共鳴現象のメカニズムの解明を試みた。サーカディアン共鳴現象のメカニズムの解明には、明暗サイクルとサーカディアンリズムの位相関係を綿密に調べることが重要であると考えられる。そこで、評価の精度を高めるために、数理モデルを作成し、コンピューター・シミュレーションを利用しながら解析を行なった。
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Research Products
(2 results)
