秋田県の気候を活かした生薬植物による実用的植物工場生産システムの開発

本研究は,秋田県の気候を積極的に活用し,自然エネルギー利用による省エネルギー・低コストで採算性の高い実用的植物工場の開発を目指すものである。栽培対象植物には生薬植物のオウレン(Coptis japonica)を選び,そのクローン苗供給法の確立と人工環境下での栽培技術の確立を目的とした。平成15年,16年度の研究成果を踏まえ,組織培養によるクローン苗生産の全工程の方法論の確立と,オウレンの栽培に最も適した環境条件を明らかにすることを目的に研究を行った。オウレンのクローン苗生産については,カルス化,不定胚誘導,不定胚増殖,再分化,順化の各工程を仮定し,最も効率的な培養・誘導条件について検討した。不定胚誘導の最適条件については更に検討が必要であるが,不定胚誘導については2,4-D 10^<-5>M, BA 10^<-5>〜10^<-6>Mのホルモン濃度が最適であることが明らかとなった。また,不定胚の増殖には培地へのポリペプトンの添加が有効であり,不定胚からの再分化には,2,4-D 10^<-7>M, BA 10^<-7>Mの再分化培地への植え替えが有効であることが分かった。順化では,精密な湿度制御は不要であるが,早い段階で低湿度条件に移行した方が後の成育が良いことが明らかとなった。次に,光合成速度を指標として,光強度,明暗周期,気温についてオウレンの栽培に最適な条件を検討した。オウレンの純光合成速度は,気温25℃,光強度120μmol^<-2>s^<-1>PPFDのときに極大となった。また,明期における純光合成速度の経時変化から,明期開始後10時間程度で純光合成速度が最大値の80%程度まで低下し,その後,最大値に回復するまでに,8時間の暗期が必要であることが明らかとなった。また,オウレンの葉の純光合成速度は,出芽後約90日で最大となり,以後220日後まで,最大値の80%程度まで低下するが活性を維持することが分かった。

本研究は,秋田県の気候を積極的に活用し,自然エネルギー利用による省エネルギー・低コストで採算性の高い実用的植物工場の開発を目指すものである。栽培対象植物には生薬植物のオウレン(Coptis japonica)を選び,そのクローン苗供給法の確立と人工環境下での栽培技術の確立を目的とした。平成15年,16年度の研究成果を踏まえ,組織培養によるクローン苗生産の全工程の方法論の確立と,オウレンの栽培に最も適した環境条件を明らかにすることを目的に研究を行った。オウレンのクローン苗生産については,カルス化,不定胚誘導,不定胚増殖,再分化,順化の各工程を仮定し,最も効率的な培養・誘導条件について検討した。不定胚誘導の最適条件については更に検討が必要であるが,不定胚誘導については2,4-D 10^<-5>M, BA 10^<-5>〜10^<-6>Mのホルモン濃度が最適であることが明らかとなった。また,不定胚の増殖には培地へのポリペプトンの添加が有効であり,不定胚からの再分化には,2,4-D 10^<-7>M, BA 10^<-7>Mの再分化培地への植え替えが有効であることが分かった。順化では,精密な湿度制御は不要であるが,早い段階で低湿度条件に移行した方が後の成育が良いことが明らかとなった。次に,光合成速度を指標として,光強度,明暗周期,気温についてオウレンの栽培に最適な条件を検討した。オウレンの純光合成速度は,気温25℃,光強度120μmol^<-2>s^<-1>PPFDのときに極大となった。また,明期における純光合成速度の経時変化から,明期開始後10時間程度で純光合成速度が最大値の80%程度まで低下し,その後,最大値に回復するまでに,8時間の暗期が必要であることが明らかとなった。また,オウレンの葉の純光合成速度は,出芽後約90日で最大となり,以後220日後まで,最大値の80%程度まで低下するが活性を維持することが分かった。