葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素活性を誘導するシグナル伝達物質同定

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380156
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業環境工学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 伊藤 博通 神戸大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (00258063)
• 研究分担者: 白石 斉聖 神戸大学, 大学院・農学研究科, 助教 (00304121) ; 宇野 雄一 神戸大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (90304120)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 施設園芸 / 植物工場

研究概要

本研究の目的は硝酸イオン濃度と硝酸還元酵素(NR)遺伝子の発現量との相関を検証することである。供試作物にはコマツナを使用した。ハイパースペクトルイメージングシステムを構築し、葉面内各画素の近赤外線吸光スペクトルを測定した。検量線作成のために葉から葉片459サンプルを切り出し、各葉片サンプル全画素の平均吸光スペクトルを取得した。撮影後イオン分析器によって葉片サンプルの硝酸イオン濃度を測定した。中肋と葉身を区別して検量線を作成した結果、中肋と葉身共に評価データの実測値と推定値との相関係数が0. 91以上となった。この検量線を使用して葉面内硝酸濃度分布図を作成して硝酸高濃度部と低濃度部を特定し、同時に両濃度部のNR遺伝子発現量をRT-PCR法とアガロースゲル電気泳動法で測定した。その結果、硝酸濃度とNR遺伝子発現量の間に明確な相関は見られなかったが、葉内硝酸濃度上昇量が大きいとNR遺伝子発現量が大きくなる傾向が認められた。このことから硝酸濃度の上昇量はNR遺伝子の発現を誘導する要因の一つとして考えられることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定.葉面内硝酸イオン高濃度部と低濃度部の特定- (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 松浦丈喜, 藤田裕子, 北秋広徳, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 雑誌名: 農業機械学会関西支部報 巻: 110 ページ: 44
• [雑誌論文] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定.硝酸還元酵素遺伝子発現量と硝酸イオン濃度との関係- (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 松浦丈喜, 北秋広徳, 藤田裕子, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 雑誌名: 農業機械学会関西支部報 巻: 110 ページ: 45
• [雑誌論文] Development of Method for Non-destructive Measurement of Nitrate Concentration in Vegetable Leaves by Near-infrared Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, H., Tomita, H., Uno, Y., Shiraishi, N.
  • 雑誌名: Reprints of the 18th IFAC World Congress 巻: (CD-ROM) ページ: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Signaling Transmitter to Activate Nitrate Reductase in Vegetable Leaves by Near-Infrared Hyperspectral Imaging System (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, H., Itoh, H., Tomoda, S., Shiraishi, N., Uno, Y.
  • 雑誌名: AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference Preprints 巻: (CD-ROM) ページ: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素活性を誘導するシグナル伝達物質同定.ハイパースペクトルイメージングシステムの開発- (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 神田晋佑, 松浦丈喜, 白石斉聖, 宇野雄一, 友田小百合
  • 雑誌名: 農業機械学会関西支部報 巻: 108 ページ: 62
• [雑誌論文] Development of Hyperspectral Imaging System to Measure Spatial Distribution of Nitrate Concentration in Vegetables (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Itoh, H., Matsuura, H., Tomoda, S., Shiraishi, N., Sakai, K., Sasao, A.
  • 雑誌名: Proceedings of ISMAB 2010 JAPAN 巻: (CD-ROM) ページ: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Nitrate Concentration Distribution in Vegetables by Near-Infrared Hyperspectral Imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Itoh, H., Kanda, S., Matsuura, H., Shiraishi, N., Sakai, K. SASAO, A.
  • 雑誌名: Environment Control in Biology 巻: 48(2) ページ: 31-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハイパースペクトルカメラによる野菜株内硝酸イオン濃度分布計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 神田晋佑, 松浦丈喜, 笹尾彰, 酒井憲司
  • 雑誌名: 農業機械学会関西支部報 巻: 106 ページ: 32
• [雑誌論文] 光環境制御による葉菜中硝酸イオン濃度低減化技術の開発.近赤外線分光法による硝酸濃度非破壊計測法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, ツェンコヴァルミアナ, 白石斉聖, 宇野雄一, 松本拓也, 白居祐希
  • 雑誌名: 農業機械学会関西支部報 巻: 106 ページ: 25
• [雑誌論文] Measurement of nitrate concentration distribution invegetables by hyperspectral camera (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, H., Itoh, H., Kanda, S., Shiraishi, N., Sakai, K., Sasao, A.
  • 雑誌名: Proceedings of BIO-ROBOTICS IIII 巻: (CD-ROM) ページ: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-destructive measurement of nitrate concentration in vegetables by near infrared spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T, Itoh, H., Shirai, Y., Shiraishi, N., Uno, Y.
  • 雑誌名: Proceedings of BIO-ROBOTICS IV 巻: (CD-ROM) ページ: 6
  • 査読あり
• [学会発表] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 白石斉聖, 宇野雄一, 藤田裕子, 宮地大樹
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第127回例会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] 近赤外線分光法による植物体内硝酸イオン濃度非破壊計測法開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 白石斉聖, 宇野雄一, 友田小百合, 濱田佳代荻野伸祐, 綾田晃士, 北秋広徳, 野村耕太, 藤田裕子
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-25
• [学会発表] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用したNR遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北秋広徳, 伊藤博通, 白石斉聖, 宇野雄一, 松浦丈喜, 藤田裕子
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2010年北海道大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Development of Method for Non-destructive Measurement of Nitrate Concentration in Vegetable Leaves by Near-infrared Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, H. Tomita, H. Uno, Y., Shiraishi, N.
  • 学会等名: 18th World Congress of the International Federation of Automatic Control
  • 発表場所: Milano
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定.葉面内硝酸イオン高濃度部と低濃度部の特定- (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 松浦丈喜, 藤田裕子, 北秋広徳, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 堺
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素遺伝子発現を誘導するシグナル伝達物質同定.硝酸還元酵素遺伝子発現量と硝酸イオン濃度との関係- (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 松浦丈喜, 北秋広徳, 藤田裕子, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 堺
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] Identification of Signaling Transmitter to Activate NitrateReductase in Vegetable Leaves by Near-Infrared Hyperspectral Imaging System (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, H., Itoh, H., Tomoda, S., Shiraishi, N., Uno, Y.
  • 学会等名: AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 葉面内硝酸濃度分布計測法を援用した硝酸還元酵素活性誘導のシグナル伝達物質同定.葉面内硝酸イオン濃度分布の経時変化計測. (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦丈喜, 伊藤博通, 友田小百合, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 学会等名: 第69回農業機械学会年次大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 硝酸還元酵素活性の誘導シグナル伝達物質同定のための葉面内硝酸濃度分布計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦丈喜, 伊藤博通, 友田小百合, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2010年京都大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを使用した野菜葉内硝酸イオン濃度分布計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦丈喜, 伊藤博通, 神田晋佑, 笹尾彰, 酒井憲司
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第124回例会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-08-31
• [学会発表] Measurement of nitrate concentration distribution in vegetable leaves by near-infrared hyperspectral imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, H., Tomoda, S., Shiraishi, N., Uno, Y. Itoh, H.
  • 学会等名: 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: Inuyam
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Development of Hyperspectral Imaging System to Measure Spatial Distribution of Nitrate Concentration in Vegetables (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Itoh, H., Matsuura, H., Tomoda, S., Shiraishi, N., Sakai, K., Sasao, A
  • 学会等名: International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems Engineering
  • 発表場所: JAPAN, Fukuoka
  • 年月日: 2010-04-06
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラによる野菜葉面内硝酸イオン濃度分布の計測法開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博通, 神田晋佑, 松浦丈喜, 笹尾彰, 酒井憲司
  • 学会等名: 農業環境工学関連学会2009年合同大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Measurement of nitrate concentration distribution in vegetables by hyperspectral camera (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, H., Itoh, H., Kanda, S., Shiraishi, N., Sakai K., Sasao, A.
  • 学会等名: Bio-Robotics IV
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Non-destructive measurement of nitrate concentration in vegetables by near infrared spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T., Itoh H., Shirai Y., Shiraishi, N., Uno, Y.
  • 学会等名: Bio-Robotics IV
  • 発表場所: Illinois, USA
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラによる野菜内硝酸イオン濃度分布の計測法開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松浦丈喜, 伊藤博通, 神田晋佑, 白石斉聖, 酒井憲司, 笹尾彰
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 近赤外線分光法による野菜内硝酸イオン濃度非破壊計測法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本拓也, 伊藤博通, 白居祐希, 白石斉聖, 宇野雄一
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-09-08
• [産業財産権] 透過型近赤外線分光計測装置および透過型近赤外線分光計測方法 (2010)
  • 発明者名: 伊藤博通,白石斉聖、宇野雄一
  • 権利者名: 神戸大学
  • 産業財産権番号: 特願、2010-198383
  • 出願年月日: 2010-09-03