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温室生産でのシソ葉の機能性成分の高濃度化が可能な動的UV-B照射技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K05464
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
研究機関千葉大学

研究代表者

吉田 英生  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (40729852)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード温室 / 環境ストレス / 紫外線 / 機能性物質 / ファイトケミカル / 生理活性物質 / 電照 / ロズマリン酸
研究開始時の研究の概要

本研究は、温室栽培でのシソの機能性成分を葉の生理障害の発生無しに高濃度化が可能なUV-B光源による電照方法を確立することを最終目的とする。UV-B照射はシソの葉の機能性成分を高濃度化させるが、UV-Bの曝露量が少ないと機能性成分の蓄積が不十分で、逆に多すぎると葉に生理障害が発生し品質と生産量の低下を引き起こす。しかし、既存の電照光源のように固定された照射方法では、シソの群落面上を均一なUV-Bの曝露量にすることが難しい。そこで本研究では、シソの群落面上が機能性成分濃度の高濃度化に必要かつ生理障害を発生させないUV-Bの曝露量になるように、UV-B光源を動的に制御可能な照射システムを開発する。

研究実績の概要

シソの群落への動的照射を行うにあたり、アカジソを用いて葉1枚あたり、葉位別に1日の必要なUV-B照射量について検討を行った。試験は、夏場の照射を想定して16時間の明期、8時間の暗期に設定した人工気象室内で行った。UV-B照射の強度は既報より6W/m2とし、明期中、もしくは暗期中に照射時間を変えて3日間の照射を行った。その結果、十分なロズマリン酸(RA)濃度の増加効果を得ることのできる必要照射時間が明らかとなり、動的照射を行う際は必要照射時間を元にして1日の中での配光を調節することが求められることが示された。必要な照射時間を下回ると無照射と同程度のRA濃度となるため、確実に必要な強度と照射時間を確保できるような光源の動きを次年度以降に検討する。照射の時間帯は明期の開始よりも後半の方が、RAの蓄積が増える傾向が示された。これは、光合成産物の葉の蓄積と関係していると考えられる。さらに、暗期中の照射は明期中の照射に比べて植物体への影響が大きく、葉の緑色化が顕著であった。そのため、温室での照射は、なるべく日中に行った方が良いと考えられるが、日長の短い冬季は照射可能な時間帯が短くなるため一つの光源でカバーできる照射面積が小さくなると考えられる。したがって、夜間でも照射が行えるように、可視光と同時に照射するなどの工夫も必要であると考えられた。以上より、RA濃度を増加させるのに最低限必要なUV-Bの照射時間が明らかとなり、明期中の照射時間であれば植物に対するダメージもほとんどなく、安定したUV-B照射が可能であることが示された。

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

動的照射の基本動作を決める、必要照射時間の決定を行うことができた。

今後の研究の推進方策

今年度明らかとなった照射時間の条件を元に、光源の配光分布に合わせた動作パターンの確立を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Effect of UV-B irradiation on the concentrations of rosmarinic acid in different leaf positions of red perilla2023

    • 著者名/発表者名
      Hideo Yoshida, Ikumi Asaoka, Shoko Hikosaka, Eiji Goto
    • 学会等名
      GreenSys2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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