2013 Fiscal Year Research-status Report
ナノ秒極性反転パルス放電による農作物種子の発芽抑制機構の解明
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25420259
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
門脇 一則 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (60291506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 良太郎 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (90535361)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | パルスパワー / 農業応用 / 食物種子 / 細胞死 / プラズマ / バリア放電 |
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| Research Abstract |
農業・食品分野への高電圧応用研究は，農作物や加工食品の生産性向上につながる重要な研究であるが，その一方で，農作物の育成者権を守るための発芽抑制技術の必要性にも注目すべきである。その背景には，育成者権によって守られるべき農作物のブランドが，容易に侵害されているという現実がある。育成者権を守るためのひとつの方法として出荷前の農作物への発芽抑制処理が挙げられる。しかし現状では放射線照射以外に適当な発芽抑制技術は見当たらない。この問題を解決するため，我々は極性反転パルスパワーによる発芽抑制の可能性について研究している。農作物を出荷する前にパルスパワーや放電に曝すことより，農作物としての品質を損ねること無く発芽勢を失活させることができれば，新しい処理技術の開発につながると考えている。
１年目の2013年度は，はだか麦種子に対して，パルスパワーを繰り返し投入した後の発芽勢を観測することにより，発芽抑制機構の解明を試みた。パルスパワーの投入方法として二種類を用いた。ひとつは局所パルス電界処理であり，もうひとつはパルスバリア放電処理である。局所パルス電界処理では幅500ナノ秒の単極性高電圧パルスを種子に突き刺さった針電極に印加した。針電極を胚部に刺した場合と，胚乳部に刺した場合との実験結果を比較することにより，どの領域にパルスパワーを投入することが発芽制御に有効なのかを明らかにしようとした。その結果，胚乳部への印加による発芽抑制効果はほとんど認められなかったのに対し，胚部への印加による抑制効果はわずかながら認められた。しかしパルスバリア放電処理の抑制効果と比べると，局所パルス電界処理の抑制効果は極めて小さいことが明らかとなった。これらの事実や，種子細胞の生死判別実験結果から，プラズマ中の荷電粒子の衝突による種皮細胞の壊死が，不活化の要因である可能性が高いと推察している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始時に掲げた昨年度の課題は以下のとおりである。
（１）局所パルスパワー投入実験により，胚部への電気刺激が発芽勢の制御に有効であることを明らかにする。（２）プラズマ中の荷電粒子の衝突による種皮細胞の壊死が，不活化のひとつの要因であることを明らかにする。（３）農作物の品質を低下させることなく不活化を促進することのできる抑制機構の発見と再現性を確認する。
（１）と（２）を概ね達成できたことは当初の予定どおりである。一方，（３）についてはまだまだ十分な知見が得られていない。以上の状況を鑑みて，現在までの達成度は「やや遅れている」と自己評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
2014年度から，外部機関（愛媛県農林水産研究所）の研究者にも共同研究者として参画してもらう。
今年度の推進方策を箇条書きする。
・交流の場合と，dV/dtが高いパルスとの間で種子内部電界強度分布を比べることにより，パルス電界が種子内部組織に及ぼす影響について調べる。
・より高電界かつ短時間印加を実現するために，極短パルス電圧発生装置の設計と製作に取り組む。制作した新規パルス電源を用いて，電界処理の効果を再度実験的に調べる。
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Research Products
(7 results)
