| 研究課題/領域番号 |
16K15018
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| 研究機関 | 前橋工科大学 |
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研究代表者 |
本間 知夫 前橋工科大学, 工学部, 教授 (80242246)
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| 研究分担者 |
門屋 利彦 前橋工科大学, 工学部, 教授 (40551875)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 光照射 / 根 / チャ / 挿し木 / 生体電位 / 水耕栽培 / クワ |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、樹木根が光情報を認識してその機能を変化させることを示すこと、光により根の機能を制御することを目的として実施している。平成28年度は、水耕容器下面からLEDにより根に光照射（波長：赤・緑・青、対照は遮光、強度：30μmol/m2/s）を行いながら幼茶樹苗（各処理3個体ずつ）の生体電位を計測し、根への光照射が生育（発根・伸長、地上部の生育）に及ぼす影響と電位値の推移との関係を調べた。実験は10月下旬から3ヶ月間しか出来なかったが、過去に実施した時と同様、水耕栽培開始から約1週間で新たな白色根が発生したが、その後の伸長は個体により異なり、今回は照射した波長による違いは見られなかった。また気温が日ごと低下したため新芽の成長は見られなかった。しかし電位値の推移は照射した波長により異なり（同じ光照射を受けた個体はいずれも同じ推移を示した）、根の呼吸活性が一番高い条件にあると思われた青色光照射した苗において一番大きな変動値を示した。このように、光による根の機能変化が電位計測により捉えられる可能性が示唆され、機能制御の有無を評価する上でも有効と思われた。
次いで、地上部に照射した光が発根状況に及ぼす影響を調べるため、6月にチャの挿し木を行った後、地上部に光（波長は赤、緑、青、最大強度は75μmol/m2/sに揃えた）を連続照射（対照は自然光下に置いた）して、3ヶ月後に苗を掘り上げて発根状況を比較した（各処理区30本ずつ）。今回の実験では、発根状況はいずれの区でも良好ではなく、発根したが数cmしか伸びていない個体が多かった。緑色光照射の個体は全て枯れてしまった。根が回収出来た他の区の個体について、それぞれ総根長を調べて平均値を比較すると、赤色光82.55cm、青色光80.51cm、対照70.39cmとなり、地上部に照射した波長により発根状況は異なった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
１）研究代表者の健康上の問題、２）所属機関における実験材料を準備したり実験を実施するためのスペース等の問題、３）他の研究や仕事との関係から、この研究課題に割く時間が限られてしまい、１）予定していた実験について回数をこなすことが出来なった、２）ミスト耕装置の完成が遅れてしまっている、３）光受容蛋白質の発現を調べるための実験の最初の段階のタンパク質の抽出がうまくいかなかった、ということがあり、進捗状況については遅れ気味である。
しかし一方で、平成29年度から実施する予定であったクワの苗を使った実験について、必要となるクワの苗の栽培・準備を先行的に実施し、枝を挿して成長させた苗の場合、種子から発芽・発根させた苗の場合、それぞれについてどのような栽培条件が適切かを検討し始めたところ、まだ一部ではあるがどのように扱えば良いかがいろいろと分かってきた。このことは、次年度の研究を進める上ではプラスになる。これらを総合的に考えると、研究進捗状況は「やや遅れている」と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題では樹木根系を対象としているため、材料の入手や苗の生育などは季節によって異なり、照射する光の影響を調べる上でも反応性等も変わってくる。そのため、研究期間中は繰り返し、同様の実験を繰り返す必要があり、今後も各種実験（生理学的解析、生化学的解析）は行っていく予定である。根系への光照射により、個体の生育、根で生産される物質・根に蓄積される物質、根の活性等の機能、根におけるタンパク質の発現がどのように変化・影響するか、様々な実験を可能な限り実施しなければいけないと考えるが、限られた時間と労力でどの実験を優先させるかは材料次第のところもある。遅れているミスト耕装置を完成させて、白色根を多量に得ることが出来れば、生化学的、分析化学的な実験の推進が期待出来る。
また本研究課題を進める中、個体のまま実験を行う場合、個体を充分に置くスペースがないことは大きな問題である。同時進行的に実験を実施したいと考えているが、屋内にはそのスペースは無く、屋外に設置しているハウス内は夏の間は暑くなるため、植物体に影響が出てしまうことが予想されるため避けたい。
本研究課題は、光を利用して樹木根系の機能を制御することを最終的な目的としており、そのために個体レベルの実験が基本と考えて研究計画を立てていた。しかしスペースの問題も含めて考えた時、白色根を採取して、その状態で光照射を行って様々な影響を調べるような実験も実施し、そこで得られた結果を個体レベルでも確認することが、根系制御技術を開発するためには必要ではないかと考えるようになった。
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