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気候変動下のイチゴ生産に向けたライブイメージング解析に基づく転流制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K05860
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

日高 功太  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (80547232)

研究分担者 三好 悠太  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主任研究員 (60855724)
岡安 崇史  九州大学, 農学研究院, 教授 (70346831)
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードRIイメージング / イチゴ / 気候変動 / 転流制御 / フェノタイピング
研究開始時の研究の概要

イチゴ生産では,地球温暖化に伴うハウス温度の上昇による果実の早熟化とそれがもたらす収穫期のズレや果実品質の低下が深刻な問題となっている.
本研究では,同化産物の転流プロセスに着目して,収穫期・果実品質の制御や成り疲れの回避を実現するために, RIイメージング技術を用いて転流制御のための局所温度処理条件と,そのメカニズムを解明する.この解明に基づく局所温度処理によって同化産物の転流制御を検討し,その効果をオンサイトフェノタイピング技術を用いた生育特徴量解析(葉面積,果実体積等)で検証することで,温暖化に対応した「高糖度・大玉」イチゴの安定生産と成り疲れの回避を実現する転流制御技術を開発する.

研究成果の概要

本研究は、同化産物の転流プロセスに着目して、増収・果実品質の向上の実現のためにRIイメージング技術を用いて転流制御のための局所環境制御の条件を検証した結果、葉の積算光合成量が増加すると、果実への光合成産物の転流が促進されることが明らかになった。この結果に基づいて葉の積算光合成量の増加による果実への転流促進を目的として葉近傍のみへの局所CO2施用を実施した結果、果実の糖度上昇、大玉化、増収効果が確認された。さらに、局所環境制御下における生育への効果を生育特徴量(葉面積,果実体積等)から自動で評価するためのオンサイトフェノタイピング技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

温暖化によりイチゴの果実品質の低下(小玉化,糖度低下)が深刻化しつつある中で、本研究は、同化産物の転流プロセスに着目して、果実品質の向上や増収の実現のためにRIイメージング技術を用いて転流促進のための環境制御の条件を解明するとともに、それに基づく転流促進のための局所環境制御技術を開発することで、果実の高品質化や増収効果が確認された。イチゴの転流に関する国内外の研究が少ない中で、転流を可視化するRIイメージング技術で得られた知見に基づいて転流の制御に繋げた本研究は独創的であり、植物環境系輸送プロセスの解明に資する学術的意義とともに、温暖化に対応したイチゴ生産に資する社会的意義を有している。

報告書

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

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [学会発表] Development of crop-local CO2 enrichment to improve fuel use efficiency supported with an analysis of CO2 environment using CFD model in protected cultivation of strawberries2023

    • 著者名/発表者名
      Kota Hidaka,Yue Zhang(九大),Daisuke Yasutake(九大),Yuta Miyoshi(量研)
    • 学会等名
      International Symposium on Models for Plant Growth, Environments, Farm Management in Orchards and Protected Cultivation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 施設野菜での環境制御の基礎と応用(CO2施用に着目して)2023

    • 著者名/発表者名
      日高功太
    • 学会等名
      鹿児島県園芸振興協議会主催 施設野菜の環境制御技術研修会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 施設栽培での環境制御の基礎と応用(CO2施用に着目して)2023

    • 著者名/発表者名
      日高功太
    • 学会等名
      R5年度JA全農ふくれんナス部会役員並びに青年部合同研修会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線イメージング技術が明らかにするイチゴの転流戦略2023

    • 著者名/発表者名
      三好悠太
    • 学会等名
      高知大学IoP共創センター主催シンポジウム「Internet of Plants(IoP)の共創と挑戦 ~転流の見える化は可能か?有効か?~」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 葉近傍の温度変化がイチゴ果実への光合成産物の転流動態に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      三好悠太、日高功太、尹永根、鈴井伸郎、野田祐作、榎本一之、河地有木
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2022年福岡大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イチゴ果実の着果によって変化する根への光合成産物の転流動態2022

    • 著者名/発表者名
      三好悠太、日高功太、尹永根、鈴井伸郎、野田祐作、榎本一之、長尾悠人、山口充孝、河地有木
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2022年東京大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イチゴにおける光合成産物の転流機構の解明を目指したRIイメージング研究2022

    • 著者名/発表者名
      日高功太
    • 学会等名
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イチゴの光合成に着目した増収技術の開発と現場実装2022

    • 著者名/発表者名
      日高功太
    • 学会等名
      高知大学令和4年度IoP塾、農業振興と農学(研究・教育)の未来可能性
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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