| 研究課題/領域番号 |
19H04257
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 静岡県立大学 |
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研究代表者 |
谷 晃 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (50240958)
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| 研究分担者 |
高橋 善幸 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (40280713)
望月 智貴 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (50781811)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 有機ガス / 曝露実験 / 気孔開度 / 大気濃度 / 気孔 / 含酸素VOC / 陽子移動反応質量分析計 / 枝チャンバー法 / Fickの第一法則 / 有機酸エステル類 / 光合成モデル / 代謝速度 / アルコール類 / 芳香族炭化水素 / 植物吸収 / 気孔コンダクタンス / PTR-TOF-MS / 揮発性有機化合物 / 吸収モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物が大気中の有害ガスを含む微量気体を吸収し大気浄化に貢献していることは、陸域生態系が持つ重要な生態系サービスである。しかし、有機ガスについては低濃度測定の困難さから知見が極めて乏しい。本研究では、申請者が開発した測定系を用いて低分子有機ガスである脂肪族炭化水素、ハロカーボン、アルコール、有機酸、イオウ化合物、その他物質を選択的に吸収する植物の有機ガス吸収機能を網羅的に解析するとともに、吸収能力の植物種間差を明らかにし、データベースを作成する。さらに、葉の水分への分配を組み込んだ有機ガス吸収機構を説明する新規モデルを開発する。
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| 研究成果の概要 |
植物が複数グループの含酸素有機ガスを継続的に吸収することを、雰囲気濃度の曝露実験にて明らかにした。吸収速度は、気孔開度に比例しており、暗期の吸収がほとんど見られないことから、気孔を介して吸収していると判断できた。
これをモデルで説明するために吸収モデルをFickの第一法則に則り、開発した。このモデルには、葉内の様々な場所でのパラメータが必要であり、それを葉断面の顕微鏡写真を用いて求めた。細胞壁抵抗、細胞膜抵抗、細胞基質抵抗、葉緑体における代謝抵抗などを計算し、物質種や植物種による、吸収に及ぼす各抵抗の相対的寄与度を明らかにできた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物が有機ガスを吸収することは、いくつかの物質で報告があるが、ほとんどの実験がppmレベルの大気濃度と比べはるかに高い濃度で実験が行われてきた。このような高濃度の実験は、実験上不確実性が増えるため、科学的エビデンスとしては信頼性が高くない。本研究は、曝露装置に工夫を凝らすことで、大気濃度のppbレベルの有機ガスを用いて曝露実験を実施した。これによって、新たに複数種の有機ガスが継続的に植物に吸収されることを明らかにできた。一般社会で都市の植物や室内の観葉植物の、様々なガス種の大気浄化能力を定量化でき、社会における植物の新たな価値を示すことができた。
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