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2015 Fiscal Year Annual Research Report

細胞から個体までの全階層を繋ぐ包括的代謝制御体系「体内時計制御工学」の基盤研究

Research Project

Project/Area Number 25712029
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

福田 弘和  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405358)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords農業工学 / 植物工場 / 体内時計 / 網羅的発現解析
Outline of Annual Research Achievements

近年、植物工場における生産品目は拡大傾向にあり、2次代謝がより重要となる高機能植物(ハーブ類や薬用植物)の研究が急増している。このため、細胞内の代謝分子情報を利用した環境調節工学(Speaking Cell Approach: SCA)や、数理モデルを駆使した工学的な代謝制御の研究が、重視されるようになってきた。しかし一方で、学術上の課題として1)数万の遺伝子や数千の代謝情報(オミクス診断情報)を包括的に扱うための理論的基盤が十分でないこと、2)細胞レベルの分子情報を個体レベルの成長制御等に利用するためのミクロからマクロまでの全階層を繋ぐ学術基盤が欠如していること、が大きな課題となっている。これらの課題の克服は容易ではないが、植物工場の革新的な技術開発のためにも、挑戦的かつ大規模な研究が求められている。
このような背景の下、代表者は「体内時計」に着目し、本研究を提案している。体内時計は、①数百に及ぶ遺伝子群の発現調節を行い植物成長に重大な影響を与えている、②レポータ遺伝子によって活動を可視化できる、③物理学を基盤とした理論研究が可能となっているなど、上述の課題の解決において有効な特長を持っている。本研究では、新たに2つの研究手法を開発することでこれまでの研究を発展させ、細胞から個体までの全階層を繋ぐことができる包括的な代謝制御体系である「体内時計制御工学」を構築し、学術上の重要課題の解決に寄与することを目指した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] An Extended Mathematical Model for Reproducing the Phase Response of Arabidopsis thaliana Under Various Light Conditions.2015

    • Author(s)
      Takayuki Ohara, Hirokazu Fukuda, Isao T. Tokuda
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 382 Pages: 337-334

    • DOI

      doi:10.1016/j.jtbi.2015.07.016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Phase Response of the Arabidopsis thaliana Circadian Clock to Light Pulses of Different Wavelengths.2015

    • Author(s)
      Takayuki Ohara, Hirokazu Fukuda, Isao T. Tokuda
    • Journal Title

      Journal of Biological Rhythms

      Volume: 30 Pages: 95-103

    • DOI

      doi: 10.1177/0748730415576426

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Detection of diurnal variation of tomato transcriptome through the molecular timetable method in a sunlight-type plant factory2015

    • Author(s)
      Takanobu Higashi, Yusuke Tanigaki, Kotaro Takayama, Atsushi J. Nagano, Mie N. Honjo and Hirokazu Fukuda
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 7 Pages: 1-9

    • DOI

      doi: 10.3389/fpls.2016.00087

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Entrainment of Cellular Circadian Rhythms in Lactuca sativa L. Leaf by Spatially Controlled Illuminations2015

    • Author(s)
      Naoki Seki, Kazuya Ukai, Takanobu Higashi and Hirokazu Fukuda
    • Journal Title

      Journal of Biosensors & Bioelectronics

      Volume: 6 Pages: 1000186

    • DOI

      doi:10.4172/2155-6210.1000186

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transcriptome analysis of plant hormone-related tomato (Solanum lycopersicum) genes in a sunlight-type plant factory2015

    • Author(s)
      Yusuke Tanigaki, Takanobu Higashi, Kotaro Takayama, Atsushi J Nagano, Mie N. Honjo, Hirokazu Fukuda
    • Journal Title

      Plos one

      Volume: 10 Pages: e0143412

    • DOI

      DOI:10.1371/journal.pone.0143412

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant

URL: 

Published: 2017-01-06  

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