本研究では, 地域レベルの3次元的な塩類動態を経時的に把握することができる手法を提案した. この手法を用いて, 東北タイの塩類集積が発生している地域にて現地実験を行った結果, 以下の結果を得た.
(1) 試作した鉛直型電気伝導度センサは, 地下水位以下の土層においても計測可能であり, さらに土壌サンプルから得た電気伝導度と比較すると, 信頼性が高い値を出力していることが確認できた.
(2) 提案した手法をもちいて, 実験地域の3次元電気伝導度マップが作成できることを示し, その結果から, 地域の塩類集積の状況が確認できた.
(3) このマップ作成の時間について考察したところ, 計測開始からマップ作成まで, おおよそ1日で作業を完了できることから, 経時的な観測活動に適しているものと示唆された.
(4) 提案した手法により, 地域の3次元的な塩類動態が経時的に把握されれば,塩類集積の防止策や塩類土壌修復方法の評価や, 塩類集積メカニズムの解析などに貢献できる可能性が示唆された.

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本論文では, 子実体の生体電位の微視的な発生および伝播のダイナミクスの解明を目的とし, 膜電位感受性色素を用いた光学的計測法による, 細胞レベルでの電位変化の計測を試みた. その結果, 波長540 nm ではパルス電流刺激により吸光度は一時的に増大し, 波長700 nm では吸光度は一時的に減少するといった, 膜電位感受性色素由来の吸光度の反転現象｢波長反転｣を確認することができた. これより, 計測で得た光学的変化が菌糸細胞の電位変化に伴うものであると結論した. また, 刺激に対する電位反応が菌糸細胞上を伝播する様子を明らかにするとともに, これまでに実施してきた光刺激時の子実体の生体電位応答特性について, その発生ダイナミクスに関する考察を得た. これらの結果を踏まえ, 今後はこれまでに報告してきた各種外的刺激に対する子実体の生体電位反応過程について, 電気回路によるモデル化を試みる予定である.

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"Integrated IonAdjuster System" (IIA System) integrated an ion concentration control method with an EC control method for controlling nutrient solution in hydroponics was developed. The IIA System adopted the EC control method for real-time control of total ion concentrations, and adopted the ion concentration control system for preparation of the stock solutions which could adjust ion composition of nutrient solutions. Cultivation of cucumber using the IIA System led to laborsavings, sustained good condition of rhizosphere, and increased yields. Moreover saving initial and running cost should be possible in the IIA System, and consequently the IIA System may contribute to promotion of closed hydroponic system.

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Gibberellin (GA) are plant hormones play important roles in plant development. GA biosynthetic pathway and the genes encoding most of the GA biosynthetic enzymes have been characterized. GA 3β-hydroxylase (Ls3h1) is an enzyme that catalyzes the late steps in the formation of active GAs, and is a potential control point in the regulation of GA biosynthesis by light. Red light promotes GA₁ synthesis in lettuce seeds by inducing Ls3h1 gene expression via phytochrome action. Endogenous GA₁ content, the main bioactive GA in lettuce, increases after red-light treatment.
The final goal of this research is to develop a new strategy for environmental control of green houses in lettuce production.
We investigated the influence of light irradiation on Ls3h1 gene expression and leaf elongation in leaf lettuce (Lactuca sativa L. cv. "Green wave"). Ls3h1 gene expression was analyzed by real time RT-PCR. Leaf elongation was measured using an image analysis system that consisted of an infrared camera and an infrared lamp to capture plant images every 10 minutes for 2 days.
Image analysis indicated that rate of leaf elongation was increased at 30minutes after starting the light period, and uniconazol inhibited this elongation. Real time RT-PCR analysis showed that Ls3h1 gene expression was increased at 5 minutes after starting light period, and that this gene expression was maintained.

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In our previous study, it has been proved that photosynthetic abilities in leaves, e.g. maximum net photosynthetic rate, decreases with depth from the top of the year-round cultured tomato plant canopy in a large-scale greenhouse. In this study, we assessed the distribution of photosynthetic abilities within tomato plant canopy by measuring chlorophyll fluorescence parameter (F_v/F_m), SPAD value and chlorophyll concentrations and then investigated the relationships among these parameters. Maximum net photosynthetic rates in leaves within middle and lower layers decreased to half and seventh parts of that within upper layer, respectively. F_v/F_m significantly increased with depth in the canopy, however, SPAD value and chlorophyll a/b ratio significantly decreased with depth in the canopy. Low chlorophyll a/b ratio and high F_v/F_m in leaves within the lower layer suggested that these leaves acclimated to the low light condition and had high light-utilization efficiency for photosynthesis. These results indicated that the decreases in the photosynthetic abilities in leaves with depth in the tomato plant canopy are caused by the low-light acclimation. Furthermore, the correlations between chlorophyll a/b ratio and F_v/F_m, and SPAD value were observed. This result suggested that the measurements of F_v/F_m and SPAD value can be used as a rapid and concise tool to assess the photosynthetic abilities in leaves within tomato plant canopies.

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シシトウの閉鎖人工照明栽培における果実の辛味低減を目的とし, 暗期挿入および暗期低温の効果について検討した.
通常の栽培では辛味を生じないシシトウ‘ししほまれ’を供試し, 植物体上部での光強度が15～350 μmolm^-2s^-1 になるように白色蛍光灯を用いて照明し, CO₂濃度を800 ppmに制御した人工気象器内で栽培した. 明暗サイクルを連続照明および6時間暗期挿入, 暗期の温度を28, 20, 16℃とした. 明期の温度はいずれも28℃とした. 収穫果実の胎座組織からカプサイシンをメタノールで抽出し, 高速液体クロマトグラフにより測定した.
食味試験の結果, 強い辛味が感じられなかった果実における胎座のカプサイシン濃度は, いずれも50 mg/100 gDW以下であった. 自然光･自然日長栽培株の果実は, 90%がその範囲内にあった.自然光+電照により24 時間日長とすると, 果実のカプサイシン濃度はやや上昇した. 人工気象器内で連続照明･28℃一定で栽培すると, カプサイシン濃度が著しく上昇し, 90%の果実が50 mg/100 gDW 以上であり, 60%の果実が500 mg/100 gDW 以上の高い値を示した. 6時間の暗期を挿入すると,カプサイシン濃度が減少し, 50 mg/100 gDW 以上の果実の割合が約60%, 500 mg/100 gDW の果実の割合が20% になった.さらに, 暗期の温度を16℃に下げると, カプサイシン濃度がさらに減少し, 50%以上の果実が50 mg/100 gDW 以下の値を示した. 果実当たり種子数とカプサイシン含量の関係を調べた結果, 両者には負の相関があり, 種子数が40個以上と多い果実はすべてカプサイシン含量が低かった. また, 温度が28℃一定の場合, カプサイシンの濃度が高く, 果実当たりの種子数が少なかった. これらのことから, 種子形成とカプサイシン生成との関係が示唆された.
本研究の結果, 人工気象器内で連続光･28℃一定下でシシトウ果実に生じる強い辛味は, 暗期挿入と暗期低温で低減しうることが示された.

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本研究は, きのこ廃培地の堆肥化期間を短縮することを目的とし, ナメコ廃培地に微生物を混合した市販の分解促進剤を添加し, 培養による培養物の容積および重量減少率, pH, 粒径組成を調査し, さらに微生物分解後の培養物の肥料としての適性を評価した.培養物の容積は, いずれの処理区においても粒径の低下により約半分に減少した. 重量減少率は, 分解促進剤の配合割合の増加と共に増加する傾向を示した. pH は培養前, 酸性を示していたが, 培養後, 弱酸性となり, 中性側へ移行する傾向が認められた. 培養物のCN比は, 培養前と比較して, いずれも減少する傾向が認められた. コマツナの発芽試験において, 培地の抽出物には発芽阻害性は認められなかった. これらの結果から, 15日という非常に短い堆肥化日数にもかかわらず, ナメコの廃培地を肥料として有効利用できることが示された.

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野菜への無機元素によるマーキングシステムの開発を目的として, 水耕レタスにラベル可能な元素の種類について検討した. 天然賦存量が小さいかあるいはヒトや植物に対して比較的毒性の弱い7元素(Ba, Sr, Mo, Co, Cu, Ni, V)をマーカー候補元素として選択した. これらの元素を種々の濃度で培養液に加え,2種類のレタス(Lactuca sativa L., 品種:レッドファイヤーおよび楽天) を栽培した.Ba, Sr およびMo の全処理区, Cu の0.25 および0.50 mg l^-1 処理区, Ni の0.05 ～ 0.50 mg l^-1 において, 両レタスとも対照区と変わらず良好な生育を示した. これに対して, Co, Cu およびNi の5.00 mg l^-1, Cuの10.00 mg l^-1 処理では, 生育が不良であった. V は, ほとんどレタスに吸収されなかった. レタス地上部のBa, Sr, Co, Mo, Cu およびNi 濃度は,培養液中における当該元素の実存濃度の増加に伴って直線的に増加した. また, 数種の処理区において生体重470 g (厚生労働省が推奨する大人1日あたりの野菜の摂取量) 当たりに含まれる無機元素量は1日許容摂取量あるいは1日耐容摂取量を下回ると同時に天然賦存量の上限値を明らかに上回った. これらの結果から, Ba, Sr, Mo, Co, Cu, およびNi は適当な処理濃度で栽培する場合は, 産地特定のためのマーカー元素となる可能性が示された.

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水耕野菜への無機元素導入による標識システムを開発する目的で, Ba, Sr および Mo の3 元素を組み合わせた培養液によりレタス類(Lactuca sativa L.) を栽培し,これらの元素の地上への導入量を検討した. 三つの元素を組み合わせた場合, 各元素個々の設定濃度に応じて, 地上部の当該元素濃度が増加した. 元素の種類と濃度を組み合わせた八つの処理区の地上部に含まれる3元素のデータについて正準判別分析を行なった結果, サラダナおよびリーフレタスのいずれも明らかに八つの異なるグループに分かれ, 八つの標識が可能であることが示された. すなわち, 誤判別数はゼロで, 正確判別率は100% であった. この処理野菜470 g(厚生省が2010 年までに推奨する1日野菜摂取量) に含まれる導入元素量は全ての処理区において1日許容摂取量あるいは1日耐用摂取量を下回った. 以上から, 水耕葉菜類への無機元素導入によるデジタルマーキングシステムの開発の可能性が示された.

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