| 研究課題/領域番号 |
23K27035
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| 補助金の研究課題番号 |
23H02342 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
三好 悠太 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子バイオ基盤研究部, 主任研究員 (60855724)
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| 研究分担者 |
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)
田畑 俊範 九州大学, 農学研究院, 助教 (80764985)
安武 大輔 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90516113)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 光合成産物 / 転流 / サップフロー / 師管 / 導管 / 光合成産物転流 / 転流計測 / イチゴ / RIイメージング / 炭素分配 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
施設果菜栽培において、生産性向上を計るには、葉での光合成を促進させると共に果実への光合成同化産物の転流を意図した栽培技術の開発が重要になる。本研究では、生育期間中の同化産物の転流動態をリアルタイムに計測可能な「転流計測システム」の開発を目的とする。実験室内で同化産物の転流速度を直接計測できるRIイメージング技術と果柄内のサップフローおよび果実蒸散速度のリアルタイム計測技術を融合させて新たな転流計測システムを創出し、慣行の栽培管理法における転流評価試験を通して有用性を実証する。本研究の遂行によって、従来の栽培管理法から新たな「ものさし」によって表現される転流動態を拠り所にしたものへと転換する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、生育期間中の光合成産物の転流動態をリアルタイムに計測可能な転流計測システムを開発する。具体的には、実験室内で同化産物の転流速度を直接計測できるポジトロンイメージング技術と、果柄内のサップフローおよび果実蒸散速度のリアルタイム計測を組み合わせて、これを実現する。
令和6年度は、前年度に構築したリアルタイム転流計測システムの運用を進める中で、サップフローセンサの出力値が一部の転流動態と整合しない事例が確認された。これを受けて、従来型センサの構造的課題の洗い出しと改良に着手した。従来のサップフローセンサは、果柄円周の一部に接触する構造であり、局所的な熱伝達変化に依存するため、果柄内部を通過する導管流や師管転流の全体動態を十分に反映できない可能性があった。そこで本年度は、果柄の全周囲を囲む新たな構造設計を試み、より均一かつ代表性の高い熱伝達情報を取得可能とするセンサの開発を行った。具体的には、果柄の生理的・物理的特性を考慮しつつ、柔軟性と熱伝導性を兼ね備えた新たなセンサ材料の選定と評価を行い、円周全体を包み込む構造を有する改良型センサの試作を実施した。その後、改良型センサの装着性や計測安定性、得られた出力とRIイメージングによる師管転流速度との整合性について検討を進め、従来型との比較評価を行った。結果より、転流動態の再現性の向上に寄与する可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
当初計画では、サップフローセンサによる転流動態の安定的なリアルタイム計測を令和6年度中に確立する予定であったが、実用試験の過程でセンサ出力と実際の師管転流動態に乖離が見られた。このため、従来型センサの構造的課題を明らかにし、果柄全周囲を覆う改良型センサの設計・材料検討・試作を優先的に実施した。これにより、当初予定していたモデル精度の高次検証および栽培環境下での長期連続モニタリングには十分な時間を確保できなかったため、研究計画に対して進捗がやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度に試作した改良型サップフローセンサの性能評価を継続し、RIイメージングによって得られる師管転流速度との定量的整合性を精査する。また、改良型センサを用いた栽培期間中のリアルタイム転流計測を本格的に実施し、果実への同化産物分配動態の長期的変化を明らかにする予定である。
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