新しい農作物である微細藻類の”匂いセンシング技術”による培養法の開発

• 研究課題/領域番号: 21K19171
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 上野 大介 佐賀大学, 農学部, 准教授 (60423604)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 微細藻類 / イカダモ / 分析化学 / におい嗅ぎガスクロマトグラフ / 匂い / におい嗅ぎガスクロマトグラフ（GC-O） / 栽培法 / 匂い物質 / GC-O

研究開始時の研究の概要

本研究では微細藻類の“匂いセンシング技術”による培養法の開発に向け、佐賀産微細藻類の培養状態に応じた匂い成分を分析化学的に同定することを目的としている。佐賀産微細藻類の培養状態は，顕微鏡観察やセンサー類によって常時監視し、それぞれの各培養状態（増殖期、収穫適期、衰退期、異常時）の試料提供をうける．佐賀産微細藻類から発生する匂い物質は、匂い嗅ぎガスクロマトグラフィー（GC-O）、ガスクロマトグラフィー質量分析計（GC-MS）などをもちいて分離・同定する。本研究ではヒトの嗅覚をもちいて匂い成分を検出するGC-Oを利用しており、GC-MSだけでは検出できない微量の匂い成分の検出が可能である。

研究成果の概要

本グループでは，微細藻類が発する“におい”を利用した新しい培養技術“においセンシング培養（Odor Sensing Cultivation：OSC）”の開発を進めている．国産の新しい農作物として期待されている緑藻イカダモ（Scenedesmus sp.）を対象として，OSC実用化に向けた基礎的データの蓄積を目的とした．イカダモ培養液の嗅覚官能評価の結果，におい強度は2.1（何かわかる程度の強さ）であり，においの印象は“お茶，甘い，生臭い”というものであった．該当のにおい物質を化学分析に供試したところ，1-ノナナール， 2-ウンデセナール，α-，β-イオノンが同定され，また酢酸が仮同定された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

嗅覚官能評価によるにおいの印象と理化学分析を併用することで，イカダモの収穫適期を把握できるだけでなく，細胞増殖の活性や健康状態，バクテリアの混入，他種の微細藻類の混入など，総合的な培養状態の変化を判別できる技術の可能性が示された．将来的に生産現場においてOSCを活用するためには，官能的/理化学的な指標に対する“判別基準”が必要となる．現在，生産現場と同等の大量培養条件の実験を計画しており，イカダモの多面的な培養状態の変化と，嗅覚官能評価および化学分析結果との関連性を検証し，OSCに向けた判別基準の策定が望まれる．

研究成果

• [雑誌論文] 貯蔵臭をもつウンシュウミカンの選別法開発（第1報）—可食部における貯蔵臭物質の同定— (2022)
  • 著者名/発表者名: SASAGAWA Satoshi、KOTODA Nobuhiro、TANAKA Yoshiki、IKEDA Shigenori、MATSUMOTO Atsushi、SATO Katsuhisa、KAMIMURA Tomoko、KOYAMA Reon、UENO Daisuke
  • 雑誌名: におい・かおり環境学会誌 巻: 53 号: 6 ページ: 357-365
  • DOI: 10.2171/jao.53.357
  • ISSN: 1348-2904, 1349-7847
  • 年月日: 2022-11-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 微細緑藻イカダモ（<i>Scenedesmus</i> sp.）のにおいセンシング培養法の開発に向けた嗅覚官能評価，におい物質の同定，およびQCM型e-noseニオイセンサーの基礎的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: KOYAMA Reon、DEMURA Mikihide、HASHIZUME Ken-Ichi、SEKINE Ayumi、SATO Katsuhisa、KAMIMURA Tomoko、SASAGAWA Satoshi、UENO Daisuke
  • 雑誌名: におい・かおり環境学会誌 巻: 53 号: 6 ページ: 345-356
  • DOI: 10.2171/jao.53.345
  • ISSN: 1348-2904, 1349-7847
  • 年月日: 2022-11-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Beppu Bay, Japan, as a candidate Global Boundaries Stratotype Section and Point for an Anthropocene series (2022)
  • 著者名/発表者名: Kuwae, M., Finney, B. P.,.. Hirose, K., Suzuki, H. and Saito, Y.
  • 雑誌名: Behavior of Radionuclides in the Environment 巻: 20530196221135077 号: 1 ページ: 1-38
  • DOI: 10.1177/20530196221135077
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comprehensive analyses of agrochemicals affecting aquatic ecosystems: A case study of Odonata communities and macrophytes in Saga Plain, northern Kyushu, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Tazunoki Yuhei、Tokuda Makoto、Sakuma Ayumi、Nishimuta Kou、Oba Yutaro、Kadokami Kiwao、Miyawaki Takashi、Ikegami Makihiko、Ueno Daisuke
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 292 ページ: 118334-118334
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118334
  • 査読あり
• [雑誌論文] スミレモ<i>Trentepohlia aurea</i> （Linnaeus） Martiusのにおい嗅ぎガスクロマトグラフィーによるにおい物質の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小山玲音, 出村幹英, 野間誠司, 林信行, 原口智和, 宮本英揮, 笹川智史, 龍田典子, 上野大介
  • 雑誌名: におい・かおり環境学会誌 巻: 52 号: 4 ページ: 226-232
  • DOI: 10.2171/jao.52.226
  • NAID: 130008116339
  • ISSN: 1348-2904, 1349-7847
  • 年月日: 2021-07-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] におい嗅ぎガスクロマトグラフを用いた和牛の皮膚ガスを対象とした分析技術の基礎的検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松本英顕, 江原史雄, 小山玲音, 笹川智史, 原口智和, 宮本英揮, 龍田典子, 上野大介
  • 雑誌名: におい・かおり環境学会誌 巻: 52 号: 4 ページ: 233-239
  • DOI: 10.2171/jao.52.233
  • NAID: 130008116341
  • ISSN: 1348-2904, 1349-7847
  • 年月日: 2021-07-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] におい嗅ぎGCを用いるイモグサレセンチュウ感染ニンニクから特徴的に発生するにおい物質の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古賀夕貴, 吉賀豊司, 新藤潤一, 青山理絵, 松本英顕, 龍田典子, 原口智和, 宮本英揮, 上野大介
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 70 号: 7.8 ページ: 427-434
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.70.427
  • NAID: 130008101162
  • ISSN: 0525-1931
  • 年月日: 2021-07-05
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contaminants of emerging concern detected by comprehensive target analysis in a sediment core collected from Osaka Bay, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishimuta, K., Ueno, D., Takahashi, S., Kuwae, M., Tsugeki, N.K., Kadokami, K., Miyawaki, T., Matsukami, H., Kuramochi, H., Miyamoto, H., Haraguchi, T., Ryuda, N., Sakai, S.
  • 雑誌名: J. Pollut. Effects Control 巻: 9 ページ: 283-283
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Use of comprehensive target analysis for determination of contaminants of emerging concern in a sediment core collected from Beppu Bay, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishimuta Kou、Ueno Daisuke、Takahashi Shin、Kuwae Michinobu、Kadokami Kiwao、Miyawaki Takashi、Matsukami Hidenori、Kuramochi Hidetoshi、Higuchi Taiki、Koga Yuki、Matsumoto Hideaki、Ryuda Noriko、Miyamoto Hideki、Haraguchi Tomokazu、Sakai Shin-Ichi
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 272 ページ: 115587-115587
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2020.115587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using the larvae of caddisfly as a biomonitor to assess the spatial distribution and effective half-life of radiocesium in riverine environments in Fukushima, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, Y., Nakai, K., Tatsuta, N., Inanami, O., Yamamoto, K., Mizukawa, H., Nagasaka, H., Mizutani, F., Chisaki, Y., Aiba, T., Ohba, T., Watanabe, I., Nabeshi, H., Higuchi, T., Koga, Y., Matsumoto, H., Nishimuta, K., Miyamoto, H., Haraguchi, T., Ryuda, N., Ueno, D.
  • 雑誌名: Physics Open 巻: 6 ページ: 100060-100060
  • DOI: 10.1016/j.physo.2021.100060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of specific odour compounds from garlic cloves infected with the potato tuber nematode, Ditylenchus destructor, using gas chromatography-olfactometry (2021)
  • 著者名/発表者名: Koga Yuki、Yoshiga Toyoshi、Shindo Jun-ichi、Aoyama Rie、Nishimuta Kou、Koyama Reon、Miyamoto Hideki、Haraguchi Tomokazu、Ryuda Noriko、Ueno Daisuke
  • 雑誌名: Nematology 巻: 24 号: 1 ページ: 55-63
  • DOI: 10.1163/15685411-bja10111
  • 査読あり
• [雑誌論文] 阿蘇地域で生産される野草堆肥および その施用土壌等における拮抗菌の分布と性状 (2021)
  • 著者名/発表者名: 龍田 典子、居石 優子、古賀 夕貴、坂本 唯乃、三谷 果穂、阿部 紘乃、上野 大介、染谷 孝
  • 雑誌名: 土と微生物 巻: 75 号: 2 ページ: 70-78
  • DOI: 10.18946/jssm.75.2_70
  • NAID: 130008109012
  • ISSN: 0912-2184, 2189-6518
  • 査読あり / オープンアクセス