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2020 年度 実績報告書

環境制御によるチャボイナモリの栽培化とカンプトテシンの効率生産

研究課題

研究課題/領域番号 17K08018
研究機関千葉大学

研究代表者

彦坂 晶子  千葉大学, 大学院園芸学研究科, 准教授 (50345188)

研究分担者 石神 靖弘  高崎健康福祉大学, 農学部, 准教授 (50361415)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード光合成速度 / 蒸散速度 / 同化箱 / UVストレス / 浸透ストレス / 明暗周期 / PPFD
研究実績の概要

1.光合成に関する基本特性の解明:
昨年度の結果、光合成有効光量子束密度(以下、PPFD)100μmol m-2 s-1よりもPPFD 300でより高い光合成速度が得られたものの、PPFD 300では明期開始後数時間で急激に低下し、葉に可視障害が出ることが明らかになった。今年度は昨年度に引き続き、自作の個体群用同化箱を用い、明暗周期とPPFDを組合わせにより、日積算光合成量が最大となる照射パターンを探索した。様々な光条件下で光合成および蒸散速度を測定した結果、PPFD 300では短時間でも光合成・蒸散速度が急激に低下し、PPFD 300と100を組合わせて照射しても、日積算光合成量を有意に高める条件は見い出せなかった。よって、チャボイナモリでは、PPFD 100~150以下で明期延長により日積算光合成量を増やす方法が適していると示された。

2.カンプトテシン(全身に蓄積する抗がん作用のあるアルカロイド、以下CPT)を高める環境条件の探索:
CPTを高蓄積する茎や根にUVを照射したところ、乾物重あたりのCPT濃度の有意な増加はみられなかった。次に、地下部に浸透ストレスを付与するため、培養液にポリエチレングリコール(PEG)を添加し、3日間のチャボイナモリの生育および乾物重あたりのCPT蓄積に及ぼす影響を調査した。その結果、2~3日間のPEG処理で茎や根の乾物重あたりのCPT濃度を高める可能性が示された。この結果は高培養液浸透圧で減少した含水率の影響(濃縮効果)ではないと考えられた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Chromosome-level genome assembly of Ophiorrhiza pumila reveals the evolution of camptothecin biosynthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Rai Amit、Hirakawa Hideki、Nakabayashi Ryo、Kikuchi Shinji、Hayashi Koki、Rai Megha、Tsugawa Hiroshi、Nakaya Taiki、Mori Tetsuya、Nagasaki Hideki、Fukushi Runa、Kusuya Yoko、Takahashi Hiroki、Uchiyama Hiroshi、Toyoda Atsushi、Hikosaka Shoko、Goto Eiji、Saito Kazuki、Yamazaki Mami
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20508-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of photosynthetic photon flux density and light period on growth and camptothecin accumulation of <i>Ophiorrhiza pumila</i> under controlled environments2020

    • 著者名/発表者名
      Ji-Yoon LEE、SHIMANO Akimasa、HIKOSAKA Shoko、ISHIGAMI Yasuhiro、GOTO Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural Meteorology

      巻: 76 ページ: 180~187

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-20-00026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Concentration and Temperature of Nutrient Solution on Growth and Camptothecin Accumulation of Ophiorrhiza pumila2020

    • 著者名/発表者名
      Lee Ji-Yoon、Hiyama Miki、Hikosaka Shoko、Goto Eiji
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 9 ページ: 793~793

    • DOI

      10.3390/plants9060793

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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