2014 Fiscal Year Research-status Report
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26506019
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
平井 宏昭 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 講師 (50173208)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | イネ / 超矮性 / 閉鎖環境 / 栽培 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際宇宙ステーションなどで行われる宇宙での長期栽培は、生物学・生産上の基礎的課題を明らかにして地球の生物と生態系を理解するだけでなく、将来的な宇宙における植物栽培に関わる諸問題の解決にも重要である。特に植物の生活環と遺伝的変異に対する宇宙環境の影響の解明は、長期の有人宇宙活動に必要な生命維持システムの確立にも不可欠である。月面基地や有人火星探査のための食料生産への関心も高まってきている。これまでに宇宙で長期栽培された植物は葉菜類、シロイヌナズナ、コムギ、オオムギなどでイネの栽培は行われていない。イネは日本の米食文化を象徴し、宇宙における日本特有の栽培植物候補として極めて有用である。一般に栽培されているイネは草丈約1mと現状では、宇宙の限られた空間で栽培するには不適であり、矮性イネの利用が適する。
そこで、育苗中の実生苗から見出された後、15世代にわたり栽培を続け、品種登録した固定品種の‘小僧の栖’を宇宙で栽培する超矮性イネとする。本種は世界最小のもち種であり、水田において草丈約30cmのコンパクトな草姿は、宇宙の狭い空間での栽培に最適である。本種は既に航空機による微小重力実験に利用し、宇宙での栽培に向けた基礎データ収集を行っている。水田における慣行栽培では、一般のイネに比べ収量が半減するものの、収穫は容易である。しかし、閉鎖環境内における本種の栽培は、ほとんど検討が進んでおらず、今後、本種を狭い空間内で短期間に収穫するための装置と管理方法の開発が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
超矮性イネ‘小僧の栖’は世界最小のもち種であり、1986年に育苗中の‘アキシノモチ’の中から見出された自然突然変異体である。水田において草丈約30cmのコンパクトな草姿は、宇宙の狭い空間での栽培に最適である。また、航空機による微小重力実験に利用し、宇宙での栽培に向けた基礎データ収集を行っている。これまでの栽培によって生育・収量データを得た。平成26年度は本研究を本格的に進めるための実験を計画し、先ずは、多くの栽培条件による実験や食味試験に供試できる十分な種子確保に向け、水田土壌を用いた露地栽培を行った。これにより、次年度以降の種子は確保でき、継続的な栽培により今後の実験用種子供給が安定して行える。
簡易イネ栽培装置については、当初から予定していたコンパクトな市販植物育成インキュベータを購入し、栽培実験の開始を計画していた。しかし、本実験で使用するための適切な光強度が得られるLED照明を見出すために、時間を要した。さらに、海外の新製品であったため、在庫が無く、発注から入手までに3ヶ月経過した。このため、本年度に予定していた栽培条件の検討が大幅に遅れている。また、購入したインキュベータもメーカー事情により、今後入手できないことが判明した。メーカーは新たな植物育成用インキュベータの製品化を目指しているが、同一性能は期待できない。したがって、今後の取り組みの中で、新旧製品の比較検討と改善を進めなければならない。
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| Strategy for Future Research Activity |
宇宙でのイネ栽培を目標に対象とする超矮性イネのためのコンパクトな栽培装置の開発を目標に、本年度対応できなかった植物育成用インキュベータの下記要素技術などの検討から始める。また、栽培条件を様々に変え、モニタリングによるイネの生育診断をしながら、好適な環境条件を探索する。
LED照明システム：宇宙実験で制限要因となる空間および電力を考慮し、かつ高等植物の生育に十分な光環境を与えられる高効率の植物育成用LED照明システムへ改善する。気流制御：植物群落内において葉の振動を生じず、均一な強さで流れるよう工夫する。培地：ロックウールを主とし、問題が生じる場合には、ハイドロボールや人工培土による新たな培地を探索し、比較栽培を実施する。培養液：本研究に適切なイネの培養液を選ぶ。
要素技術の検討を引き続き行うとともに異なる管理方法による栽培を繰り返し、栽培における問題点を改善する。航空機実験の経験を踏まえ、省スペース、省エネ、無重力仕様の装置化に向け、植物育成用インキュベータの制御能力を改善し、プロトタイプの宇宙用栽培装置を協力企業とともに開発する。
最終年度には、プロトタイプの装置を用いて栽培マニュアルに従って栽培し、装置およびマニュアルの問題点などの改善に努める。宇宙での栽培を想定しながら、栽培装置の再検討を行う。また、航空機実験の機会を得て、微小重力下におけるプロトタイプの装置性能の確認と改善に努め、宇宙用イネ栽培装置の試作品を提案する。そして、3年間にわたる研究の総括をする。
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