高機能性野菜栽培法の確立に向けた環境制御による植物反応機構の多面的網羅的解析

• 研究課題/領域番号: 15H04574
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業環境・情報工学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 小川 敦史 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (30315600)
• 研究分担者: 原 光二郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (10325938) ; 曽根 千晴 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30710305) ; 野下 浩二 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (40423008)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 植物工場 / 光環境 / 養液環境 / メタボローム解析 / トランスクリプトーム解析 / 光合成活性 / アミノ酸 / ビタミン / 農業工学 / 機能性野菜 / 光環境制御 / ジャスモン酸 / 脂溶性ビタミン / 光合成 / 環境制御 / トランスクリプトーム

研究成果の概要

本研究では、植物工場における高機能性野菜の栽培法の確立のために、環境制御による水耕栽培葉菜の反応メカニズムを明らかにすることを目的とした．水耕栽培したレタスとコマツナを供試材料として、照射光の波長および養液環境の制御に注目し、（１）光合成活性を中心とした植物の成長要因の変動、（２）水溶性および脂溶性ビタミン含有量の変動とアミノ酸含有量の変動、（３）メタボローム解析による網羅的な代謝物質の変動、（４）トランスクリプトーム解析による網羅的な発現遺伝子群の変動について明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 5. 電解質調整食品の開発とその有用性とは (a) 低カリウム野菜. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: 臨牀透析 巻: 34 ページ: 81-87
• [雑誌論文] 植物工場における養液組成制御による高付加価値・高機能性野菜の栽培法に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: アグリバイオ 巻: 1 ページ: 51-54
• [雑誌論文] 養液の組成制御・管理による高付加価値・高機能性野菜の栽培法に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: アグリバイオ 巻: 1 ページ: 62-67
  • NAID: 40021807208
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 腎臓病患者の生活の質を向上させる水耕栽培で低カリウム野菜栽培方法の開発と普及に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: 産学連携ジャーナル 巻: 12 ページ: 20-22
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 腎臓病透析患者にやさしい低カリウム野菜の栽培研究と商品化戦略. (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤幸徳 小川敦史
  • 雑誌名: 秋田県立大学ウェブジャーナルA：地域貢献部門. 巻: 3 ページ: 15-24
  • NAID: 120005751654
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 機能性野菜の現状と展望. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: 臨床栄養 巻: 127 ページ: 740-741
• [雑誌論文] 低カリウム含量野菜の栽培と植物工場での栽培技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 雑誌名: 研究開発リーダー 巻: 12 ページ: 15-17
• [学会発表] An Image Analysis Method for Lettuce Leaf and Root Growth Analysis in Hydroponic Culture (2018)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Koide, Takumi Okamoto, Yasunori Sakane, Anh-Tuan Hoang, Toshihiro Kasama, Wojciech-Piptr Bula, Yoshishige Endo, Ryo Miyake, Atsushi Ogawa, Masashi Komine, Chiharu Sone, Yoshihiro Kaneta, Yukio Yaji, Kyoko Toyofuku, Takahiro Kamata, Ken Kimura, Yoko Ishikawa
  • 学会等名: he International Workshop on Nanodevice Technologies 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 水耕栽培下のレタスにおける光色が葉の光合成活性に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 曽根千晴, 中村進一, 小峰正史, 原光二郎, 野下浩二, 鎌田貴浩, 豊福恭子, 小川敦史
  • 学会等名: 生物環境調節工学会 2017年松山大会
• [学会発表] 画像解析によるレタスの水耕栽培における葉と根の生長分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小峰正史，小川敦史，曽根千晴，鎌田貴浩，豊福恭子，金田吉弘，矢冶幸夫，岡本拓巳，A.-T. Hoang，小出哲士，笠間敏博，W. P. Bula，遠藤喜重，三宅 亮
  • 学会等名: 生物環境調節工学会 2017年松山大会
• [学会発表] 根野菜の低カリウム化に関する基礎的研究 根野菜の低カリウム化に関する基礎的研究 (2) (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷垣陽介 ，樫本裕輔、小川敦史、井上守正 ，杉本太
  • 学会等名: 生物環境調節工学会 2017年松山大会
• [学会発表] 鉄分を75%増加させた低カリウムホウレンソウの栽培技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森智哉、宮部治康、小川敦史
  • 学会等名: 生物環境調節工学会 2017年松山大会
• [学会発表] 作物形状画像計測・解析技術とレタスの水耕栽培における葉と根の生長分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小峰正史，小川敦史，曽根千晴，豊福恭子，鎌田貴浩，木村 健，石川陽子，金田吉弘，矢冶幸夫，岡本拓巳，坂根 靖法， A.T. Hoang，小出哲士，笠間敏博，W.P. Bula，遠藤喜重，三宅 亮
  • 学会等名: JST Crestシンポジウム「フィールド向け頑健計器と作物循環系流体回路モデルによる形質変化推定技術関す研究」
• [学会発表] An Image Analysis Method for Lettuce Leaf and Root Growth Analysis in Hydroponic Culture (2017)
  • 著者名/発表者名: Anh-Tuan Hoang, Yasunori Sakane, Takumi Okamoto, Tetsushi Koide, Atsushi Ogawa, Masashi Komine, Chiharu Sone, Kyoko Toyofuku, Takahiro Kamata,, Ken Kimura, Yoko Ishikawa, Yoshihiro Kaneta, Yukio Yaji, Yoshikazu Ishii, Toshihiro Kasama, Wojciech-Piptr Bula, Yoshishige Endo, Ryo Miyake
  • 学会等名: JST Crestシンポジウム「フィールド向け頑健計器と作物循環系流体回路モデルによる形質変化推定技術関す研究」
• [学会発表] 栽培環境制御による高機能性葉菜の栽培法の画像解析～照射光の変化がコマツナの脂溶性ビタミン含有量に与える影響～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史、生駒美侑、高野橋郁、三宅亮
  • 学会等名: H29年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
• [学会発表] レタスの水耕栽培における葉と根の生長分析のための画像解析の一手法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 岡本拓巳, A.-T. Hoang, 笠間敏博, W. P. Bula, 遠藤喜重, 三宅 亮, 小川敦史, 小峰正史, 曽根千晴, 金田吉弘, 矢冶幸夫
  • 学会等名: 第23回画像センシングシンポジウム
• [学会発表] レタスの水耕栽培における葉と根のリアルタイム生長分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 岡本拓巳, A.-T. Hoang, 笠間敏博, W. P. Bula, 遠藤喜重, 三宅 亮, 小川敦史, 小峰正史, 曽根千晴, 金田吉弘, 矢冶幸夫
  • 学会等名: 第20回画像の認識・理解シンポジウム
• [学会発表] Development of novel hydroponic culture system for real-time montoring of root and leaf lettuces (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kasama, W. P. Bula, Y. Endo, T. Koide, T. Okamoto, A-T. Hoang, M. Komine, A. Ogawa, C. Sone and R. Miyake
  • 学会等名: 7th int. multidisciplinary conf. of optfluidics 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 栽培環境制御による機能性野菜の栽培法の開発に関する研究と実用化までの道筋 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 文部省情報ひろば
• [学会発表] 腎臓病透析患者のための「低カリウム含有量野菜」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 秋田県病院給食協議会
  • 招待講演
• [学会発表] 腎臓病患者のためのカリウム含有量が少ない野菜の栽培方法の開発 ～食べれないものが食べれるってなんかいい！ (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: MEDプレゼン@ 秋の陣 由利本荘
  • 招待講演
• [学会発表] 環境制御による高機能性・高付加価値野菜栽培法の確立と植物反応機構の解析－ 基礎研究から実用化研究まで － (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 第４回平成29年度秋田県立大学部局間研究交流フォーラム
• [学会発表] 腎臓病透析患者のための低カリウム野菜 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 全国低カリウム野菜研究会
  • 発表場所: 東北大学星陵オーディトリアム
  • 招待講演
• [学会発表] 栽培環境制御による高機能性葉菜の栽培法の画像解析-異なる明暗周期がコマツナの生育に与える影響とその要因の解明- (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史、伊丹美穂、小池哲士、三宅亮
  • 学会等名: H28年度 生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
• [学会発表] カイワレダイコンにおけるジャスモン酸メチルによるアミノ酸蓄積 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野下浩二、田母神繁
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
• [学会発表] ハツカダイコンの低カリウム化に関する基礎研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藪内隆俊、樫本裕輔、井上守正、小川敦史
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2016年金沢大会
  • 発表場所: 金沢工業大学 野々市キャンパス
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 施設栽培への低コスト地中熱ヒートポンプ冷暖房装置導入のための実証試験システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小峰正史，高木理恵，花田征吉，鎌田貴浩，曽根千晴，小川敦史
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2016年金沢大会
  • 発表場所: 金沢工業大学 野々市キャンパス
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 腎臓病透析患者のための低カリウム野菜 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 第1回「低カリウム野菜」シンポジウム in Akita
  • 発表場所: メトロポリタンホテル秋田
  • 年月日: 2016-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] 秋田発信！低カリウム野菜の開発と普及 ～新規の機能性野菜～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 北都ビジネスクラブ経営塾「２０１６年６次産業化戦略セミナー」
  • 発表場所: 秋田キャッスルホテル
  • 年月日: 2016-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] 低カリウム含有量野菜の研究から栽培方法まで (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 北秋田市民病院腎友会学習会
  • 発表場所: 北秋田市民病院
  • 招待講演
• [学会発表] 環境制御による機能性野菜の栽培法 植物工場などの施設栽培で高機能性・高付加価値野菜を作ってみませんか！ (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 食の技術と素材の開発展inあきた2016
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] ジャスモン酸によるソバスプラウト中のアミノ酸蓄積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林育恵、花田沙織、田母神繁、阿部誠、野下浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部第151回大会
  • 発表場所: 山形大学農学部
• [学会発表] 腎臓病透析患者のための低カリウム含量野菜の栽培とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 第44回宮城県腎不全研究会
  • 発表場所: フォレスト仙台
  • 年月日: 2015-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] 腎臓病患者のための低カリウム含量野菜の栽培に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 平成27年度 農業・工業原材料生産と光技術研究会
  • 発表場所: ホテルクラウンパレス浜松
  • 年月日: 2015-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 腎臓病透析患者のための低カリウム含量野菜の栽培とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史
  • 学会等名: 第12回 植物工場機能性素材協議会
  • 発表場所: 横手セントラルホテル
  • 年月日: 2015-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] ジャスモン酸メチルによる植物葉中アミノ酸生合成の活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野下浩二、田母神繁
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部第150回大会
  • 発表場所: 東北大学・雨宮キャンパス
  • 年月日: 2015-10-03
• [図書] Potassium - Improvement of Quality in Fruits and Vegetables Through Hydroponic Nutrient Management. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa A
  • 出版者: InTechOpen
• [図書] 機能性植物が秘めるビジネスチャンス (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川敦史 他
  • 出版者: 情報機構
• [産業財産権] 水耕栽培方法、葉菜類、培養液、培養液濃縮組成物 (2015)
  • 発明者名: 小川敦史 松橋真由 渡部夏澄 川崎萌瑛 豊福恭子
  • 権利者名: 小川敦史 松橋真由 渡部夏澄 川崎萌瑛 豊福恭子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-187614
  • 出願年月日: 2015-09-25
• [産業財産権] 水耕栽培方法、葉菜類、培養液、培養液濃縮組成物 (2015)
  • 発明者名: 小川敦史 工藤育美
  • 権利者名: 小川敦史 工藤育美
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-189881
  • 出願年月日: 2015-09-28