| 研究課題/領域番号 |
20H03105
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 千葉大学 |
|---|
研究代表者 |
彦坂 晶子 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 准教授 (50345188)
|
|---|
| 研究分担者 |
吉田 英生 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (40729852)
加川 夏子 千葉大学, 環境健康フィールド科学センター, 講師 (60467686)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020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 | 光修復 / 暗修復 / シクロブタン型ピリミジン二量体（CPD） / 青色光 / 紫外線（UV) / フォトリアーゼ / 薬用植物 / 人工環境下 / コマツナ / 紫外線（UV-B） / DNA損傷 / 紫外線(UV) / CPD / DNA / 光回復 / スイカズラ / フラボノイド / 植物工場 / 抗酸化成分 / 紫外線（UV） / 赤色光 / 抗酸化物質 / 植物 / 二次代謝物質 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
紫外線（UV）は温室や植物工場で容易に付与できる環境ストレスの一つであり、園芸植物や薬用植物がもつ機能性・生理活性物質の生合成を促進することが知られている。しかし、UV曝露は同時にDNAを損傷し葉の傷害や生育抑制を引き起こす。本研究では、UV照射時あるいは照射後に可視光を照射することで、UVBによる正の影響（機能性・生理活性物質の高蓄）を最大とし、負の影響（葉の傷害や生育抑制）を最小にする光制御法の確立を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
UV-B照射は葉菜類の機能性成分濃度を高めるが、放射束密度によっては可視障害や生育抑制を引き起こす。生育抑制の一因として、DNA損傷の1つであるシクロブタン型ピリミジン二量体（以下CPD）がDNA上に生成され、DNAの複製や転写を阻害することが挙げられる。これまでイネ以外の植物でCPDに着目した報告はなく、本研究では葉菜類（コマツナ）と薬用植物（スイカズラ）について、UVB照射によるCPDの蓄積、青色光による光修復と青色光を必要としない暗修復の効果について明らかにした。特に、UVB照射や光・暗修復によるCPDの経時変化について詳細に調査し、修復機構の応答時間などを明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光修復の存在や機能についての基礎的知見は多数蓄積されており、動物細胞や昆虫では利用に関する研究も存在する。しかし、植物では主にシロイヌナズナやイネでその構造と修復機能の報告があるのみで、実用的な研究は見当たらない。本研究では、これまで基礎的知見があるものの、その応用研究が少ない「植物の光修復の機能確認と利用方法」について明らかにした点で学術的にも社会的にも意義がある。特に、UVBによる生育抑制が軽減される照射量や時間を明らかにしたことで、UVBによる収量低下を回避しながら従来よりも高品質な機能性野菜や薬用植物の生産が可能となる。また、二次代謝物質を効率的に蓄積させる技術にも応用可能である。
|
