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ナノバブルによる種子の発芽と成長促進に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12F02408
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 農業環境工学
研究機関東京大学

研究代表者

大下 誠一  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (00115693)

研究分担者 LIU Shu  東京大学, 農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
LLU Shu  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードナノバブル / 活性酸素 / 発芽 / 根の伸長 / 地上部の伸長 / Nanobubbles / Reactive oxygen species / Oxidative capacity / Germination / water mobility / spin-spin relaxation time / プロトン緩和時間 / 種子 / 発芽率 / 水の流動性
研究実績の概要

「研究の目的」
ナノバブルの植物への生育促進効果が報告されているが、定量的な報告は少なく、かつ、生育促進のメカニズムも明らかにされていない。そこで、このメカニズムの解明のために、オオムギ種子を用いて、ナノバブル含有水における活性酸素の発生とその発芽率への影響、及び水耕栽培における根及び地上部の生長を定量的に捉えることを目的とした。

「方法と結果」
ナノバブルによる活性酸素の発生が確認され、これが、生長促進に寄与する重要な要因であることを実験的に示した。活性酸素の1つであるヒドロキシルラジカルと特異的に反応してフルオレセインを生成する蛍光試薬APFを用いた結果、酸素ナノバブル含有水において強い蛍光強度が観察され、活性酸素(主にヒドロキシルラジカル)の発生が確認された。一方、ナノバブル含有水に浸漬した種子の発芽率あるいは発芽勢がコントロールより顕著に高いという結果を得た。さらに、種子の内生の活性酸素(スーパーオキシドラジカル)濃度をNBT染色を利用して測定した結果、ナノバブル含有水に浸漬した種子においてコントロールよりもスーパーオキシドラジカル濃度が高い結果が得られた。これらの結果により、この外生の活性酸素(ヒドロキシルラジカル)の発生により種子の内生の活性酸素(スーパーオキシドラジカル)濃度が高まり、発芽率が促進されたと推察された。また、発芽した種子を約2週間水耕栽培した結果、根の長さの総和および地上部の長さの総和共に、ナノバブル含有水で栽培した結果が有意に長いことが示された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Effects of nanobubbles on the physicochemical properties of water:The basis for peculiar properties of water containig nanobubbles2013

    • 著者名/発表者名
      Shu Liu, Yoshinori Kawagoe, 'Yoshio Makino Seiichi Oshita
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Science

      巻: 93 ページ: 250-256

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Production of reactive oxygen species by collapsing nanobubbles as a reason of seed gemination promotion2014

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, S. Oshita, Y. Makino
    • 学会等名
      18th World Congress of CIGR
    • 発表場所
      China National Convention Center, Beijing, China
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reactive oxygen species induced by water containing nanobubbles and its role in the improvement of barley seed germination2014

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, S. Oshita, Y. Makino
    • 学会等名
      4th Micro and Nano Flows Conference
    • 発表場所
      University College London (UCL)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Stimulating effect of nanobubbles on the reactive oxygen species generation inside barley seed as studied by the microscope spectrophtometer2014

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, S. Oshita, Y. Makino
    • 学会等名
      AgEng2014: International Conference of Agircultural Engineering
    • 発表場所
      Swiss Federal Institute of Technology Zurich
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Detection of reactive oxygen species in the water containing nanobubbles using APF fluorescence probe2014

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, S. Oshita, Y. Makino
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems
    • 発表場所
      Ilan University, Taiwan
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Observation on reactive oxygen species production by nano-bubbles and its role in seed germination2014

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, S. Oshita, Y. Makino
    • 学会等名
      73th Annual Meeting of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Influences of nano-bubbles on water mobility of barley seeds as studied by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      LIU Shu, OSHITA Seiichi, OTSUKA Yurina, MAKINO Yoshio
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th CIGR Section VI International Technical Symposium
    • 発表場所
      Guangzhou, China
    • 年月日
      2013-11-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The effect of nanobubbles on Physical states of cell-associated water in germinating barley seeds observed by 1H-NMR2013

    • 著者名/発表者名
      LIU Shu, OSHITA Seiichi, OTSUKA Yurina, MAKINO Yoshio
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the Japanese Society of Agricultural Machinery
    • 発表場所
      Obihiro, Hokkaido
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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