| 研究課題/領域番号 |
20H01893
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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14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
古閑 一憲 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90315127)
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| 研究分担者 |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884)
石橋 勇志 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50611571)
奥村 賢直 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60801149)
Attri Pankaj 九州大学, プラズマナノ界面工学センター, 准教授 (40868361)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | プラズマ農業 / 種子科学 / 活性酸素窒素種 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / 電子スピン共鳴分光 / 休眠状態 / 低温プラズマ / 種子 / oxidative window / 発芽 / oxydative window / Oxydative window |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマの植物応用において、プラズマ照射効果の機序解明のボトルネックとなっているのは、個体差や栽培条件のばらつきにマスクされない明確なプラズマ照射効果を実現する実験系を確立することである。課題解決のため、プラズマ照射に対する種子の応答の分子メカニズムの解明を本研究の目的とした。本研究では、発芽特性の植物内の活性酸素種量最適領域を示すoxidative windowをプラズマの農業応用で初めて導入する。また従来評価が困難であった疎水性の分子について、超臨界液体クロマトグラフィーを用いて評価可能であるところに独自性を持つ。
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| 研究成果の概要 |
「プラズマ照射に最適な種子の生理状態は何か」を明らかにすることを目的とした本研究では、種子の老化や種皮の色により、プラズマ照射に対する感受性が変化し、同じ照射条件でもプラズマ照射効果が異なることを明らかにした。また、プラズマ照射が種子内のDNA修飾を変動することを明らかにした。また、種子の休眠状態によりプラズマ照射に対する応答が異なり、研究代表者の用いているスケーラブル誘電体バリア放電プラズマでは、休眠が深い状態においてその成長促進効果が大きいことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマ照射した種子の発芽・成長促進効果は、新しい農業生産性向上法として期待されている。しかしながら、実用化のためには、プラズマ照射効果にばらつき抑制が課題であった。本研究では、プラズマ照射効果のばらつきの原因のひとつとして、種子の状態（保存状態、種子の色、休眠状態）が重要であることを明らかにしたものである。この成果は、種子へのプラズマ照射効果の機序解明のために重要知見を与えるものである。加えて、プラズマから種子へ照射される、活性酸素窒素種、電場、UV光子を網羅的に明らかにすることに成功した。この成果は、プラズマ照射効果の定量評価を可能にするものである。
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