| 研究課題/領域番号 |
20K05572
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
呉 行正 福岡工業大学, 工学部, 教授 (70234961)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 植物の計測 / 生理活動 / 非生物的ストレス / 蛍光消光法 / プローブ光の偏向 / 重金属ストレス / 水草 / 溶存酸素 / ビーム偏向法 / 植物 / 物質輸送 / 偏向 / 非生物的 / リアルタイム計測 / 環境ストレス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気候変動や水圏、土壌圏での汚染物などが植物の生長に環境ストレスを与え、食料の安定供給に問題をもたらしている。この環境ストレスをリアルタイムin-situにモニタリングできれば、植物の環境ストレスへの応答機構を究明でき、環境ストレス耐性を示す品種の導入に大いに役に立つに違いない。本研究は申請者が独自に提案したビーム偏向・蛍光・吸光度同時測定法を、植物体表面近傍に応用し、酸素、二酸化炭素等の生理的活性物質をリアルタイムでin-situにモニタリングすることにより、植物体の環境ストレスを計測しようとするものである。また、本法を水草による水質浄化の新規簡易かつ迅速な評価にも利用することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
従来の植物計測はある空間、時間内の平均的な生理活性物質の濃度変化しか測定できず、葉、茎、根等の部位別での物質の出入りの測定ができない。本研究は植物表面における酸素、二酸化炭素等の生理的活性物質をリアルタイムでin-situにモニタリングするビーム偏向／蛍光消光法を開発し、さらに水生植物の呼吸過程・光合成過程へ応用できることを明らかにした。また、葉、茎、根など各部位近傍の物質輸送過程が異なることも明らかにした。さらに、水生植物の非生物的ストレス（重金属イオンの影響等）への応答過程もモニタリングした。
本法により、アナカリスなどの水生植物が水に微量な重金属イオンが存在すると生理活動が大いに変化することを明らかにした。従来では重金属イオンの濃度が10μM以上の濃度で研究をされてきているが、本研究では1μM以下の重金属イオンの水生植物へのストレスも検出され、さらに、肥料が存在するとそのストレスも変わることも分かった。
また、測定系の改良も同時に行われた。今まで植物の周縁でプローブ光を通し、その偏向信号と溶存酸素による蛍光消光を測定してきたが、呼吸・光合成が最も盛んな葉の表面も測定できるような測定系も検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
植物のストレスの評価をどのように定性的・定量的に行うかという課題に面しているが、測定系の改良等ほぼ計画通りに進んできている。
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| 今後の研究の推進方策 |
植物ストレスの定性・定量的な評価法を検討し、本法を植物の環境ストレス計測へ広く応用できるようにする。そのために、装置系の安定性、再現性、使い易さなどを向上する必要があるので、メーカーさんと連携して装置化を目指す。
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