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植物の水利用戦略からみた光環境とストレス要因の複合影響の解明と環境制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H02322
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
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021)

研究代表者

渋谷 俊夫  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (50316014)

研究分担者 遠藤 良輔  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 講師 (10409146)
松田 怜  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20547228)
地子 智浩  一般財団法人電力中央研究所, グリッドイノベーション研究本部, 主任研究員 (60816479)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワード通水コンダクタンス / 環境制御 / ストレス応答 / ガス交換 / フィトクロム / 光質 / 環境制御チャンバー / 環境制御チャンバ
研究開始時の研究の概要

グロースチャンバーで観察された植物のストレス影響がフィールドに当てはまらないことはよく知られている.本研究では,蛍光灯や白色LEDなどの遠赤色域を含まない照射光下では,太陽光のように遠赤色域を含む照射光下に比べて,葉内の通水コンダクタンスが高まることがストレス影響の差異をもたらすと考え,光環境とストレス要因が植物の生育に及ぼす複合影響を,植物の水利用戦略の視点から明らかにする.

研究成果の概要

遠赤色光(FR)の割合の異なる照射光に順化したキュウリ実生の通水コンダクタンス(Kleaf)を評価した.KleafはFRの減少とともに増大した.葉脈密度を調べた結果,低FRによる Kleaf の増大は葉脈の発達によることが示唆された.低FRに順化した植物のストレス応答特性を調べるために,異なるFRの割合に順化した実生を高飽差(VPD)条件に移したときの気孔コンダクタンス(gs)の変化を評価した. 高 VPD への移行後におけるgs と葉内水ポテンシャルの低下は,FRの少ない照射光に順化した実生では程度が小さかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

チャンバーとフィールドでのストレス影響の違いついての研究は,光強度に注目したものが多いが,それに対し本研究では,光質(遠赤色光)に着目し,植物の水利用戦略の可塑性からその可能性を示した点は学術的に価値が高い.葉内の通水コンダクタンスに及ぼす光質の影響は,植物生産科学分野においても報告されており,生産性の制限因子としてその重要性が指摘されているが,水利用戦略の変化を介してストレス制御を行った事例はみあたらない.遠赤色光によって通水コンダクタンスを高めることによって高飽差におけるストレスを緩和できたことは,人工光源を用いたハードニング技術として植物ストレス制御の新しい展開をもたらすものである.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of end-of-day far-red light and relative humidity on flowering and stem elongation of petunia (Petunia × hybrida) seedlings2024

    • 著者名/発表者名
      Shibuya, T., Izumi, M., Endo, R.
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 324 ページ: 112600-112600

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2023.112600

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cucumber leaf necrosis caused by abrupt change to light with a high far-red component2023

    • 著者名/発表者名
      Shibuya, T., Kataoka, C., Nishio, K., Endo, R., Kitaya, Y., Shinto, Y., Mishiba, KI., Iwata, Y.
    • 雑誌名

      Biologia Plantarum

      巻: 67 ページ: 28-35

    • DOI

      10.32615/bp.2022.039

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Far-red light interacts with salinity stress in Cucumis sativus seedlings partly through changes in photosynthate allocation2023

    • 著者名/発表者名
      Shibuya, T., Nagata, A., Endo, R.
    • 雑誌名

      Plant Growth Regulation

      巻: 99 号: 1 ページ: 91-97

    • DOI

      10.1007/s10725-023-00978-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of far-red light and photoperiod during early growth stages on flower bud development of seed-propagated strawberry seedlings2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuruyama J., Shibuya, T.
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 317 ページ: 112051-112051

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物の成長戦略と光環境制御2024

    • 著者名/発表者名
      渋谷俊夫
    • 学会等名
      日本農業気象学会2024年全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遠赤色光および相対湿度がキュウリ葉の光合成特性に及ぼす複合影響2024

    • 著者名/発表者名
      和田菜花,渋谷俊夫,遠藤良輔
    • 学会等名
      日本農業気象学会2024年全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 明期PPFDの経日変化データを用いたキュウリ葉の光順化応答の推定2024

    • 著者名/発表者名
      于 立堯・富士原和宏・松田 怜
    • 学会等名
      日本農業気象学会2024年全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Leaf hydraulic conductance of cucumber seedlings acclimatized to light with different promotions of far-red light2024

    • 著者名/発表者名
      Shibuya, T., Kajikawa, S., Endo, R.
    • 学会等名
      X International Symposium on Light in Horticulture
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of the sudden increase in far red light on extension growth of cucumber seedlings2024

    • 著者名/発表者名
      Takayama, K., Shibuya, T., Endo, R.
    • 学会等名
      X International Symposium on Light in Horticulture
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction between far-red light and humidity on gas exchange characteristics of cucumber leaves2024

    • 著者名/発表者名
      Wada, N., Shibuya, T., Endo, R.
    • 学会等名
      X International Symposium on Light in Horticulture
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 変動する風速下におけるキュウリ実生の成長特性2023

    • 著者名/発表者名
      前田悠貴,渋谷俊夫,遠藤良輔
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 照射光に含まれる遠赤色光の割合の増加がキュウリ実生の胚軸伸長に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      高山果鈴,渋谷俊夫,遠藤良輔
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物生産における光環境応答とトレードオフ2023

    • 著者名/発表者名
      渋谷俊夫
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強風による植物へのストレス影響は遠赤色光と複合的に作用する2022

    • 著者名/発表者名
      渋谷俊夫, 神藤慶紀, 遠藤良輔, 北宅善昭
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 照射光に含まれる遠赤色光の割合の急な増加がもたらすキュウリ子葉の可視障害2022

    • 著者名/発表者名
      西尾奏栄,渋谷俊夫,遠藤良輔
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 遠赤色光の割合が異なる照射光に順化したキュウリ葉の通水コンダクタンス2022

    • 著者名/発表者名
      鍜冶川紗奈,渋谷俊夫,遠藤良輔
    • 学会等名
      日本農業気象学会2022年全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between far-red light and salinity on early growth of cucumber seedlings2021

    • 著者名/発表者名
      Shibuya T., Nagata, A., Endo, R., Kitaya, Y.
    • 学会等名
      IX International Symposium on Light in Horticulture
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 施設園芸学-植物環境工学入門-( 担当:形態形成,環境応答)2022

    • 著者名/発表者名
      後藤英司,富士原和宏,松田 怜,渋谷俊夫,彦坂晶子,小峰正史,石神靖弘,高山弘太郎, 荊木康臣,安武大輔,嶋津光鑑,深山陽子,星 岳彦,藤内直道
    • 総ページ数
      188
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254410433
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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