青色光によって開花と害虫を同時に制御する新たな栽培体系の開発に関する基盤研究

利用蓝光同时控制开花和害虫的新型栽培系统开发的基础研究

基本信息

批准号：
21K05557
负责人：
西山学
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05557/
关键词：
LED 青色光長日植物花芽形成害虫防除花成制御栽培体系

项目摘要

慣行の切り花類の栽培では，開花調節は白熱電球によって行われていたが，白熱電球は寿命が短く，電気エネルギーの光エネルギーへの変換効率が低いことから，代替として長寿命で省電力の発光ダイオード（LED）を光源とする栽培が普及しつつある．しかし，白熱電球が幅広い波長の光を放射するのに対して，LEDは単色光を放射することから，代替することにより白熱電球で栽培した場合と異なる開花反応を示すことが予想される．また，白熱電球による開花調節の原理としては，フィトクロムに基づく赤色光と遠赤色光が制御要因であるとされている．一方，青色光も花成制御に関わっており，長日植物のモデル植物であるシロイヌナズナでは開花が促進されることが知られているが，LEDが普及するまでは栽培用に簡易に利用できる青色光の光源がなかったことから，開花調節に利用されてこなかった．そこで本課題ではまず，青色LEDによる開花調節に焦点を当てる．昨年度は，デルフィニウムにおいて青色光による花成促進効果が認められたので，そのメカニズムを解明することとした．さらに，害虫防除は一般には農薬散布によって行われ，また，光の殺虫効果は波長が短いほど強く、紫外線BやCのように波長が短い紫外線だけにあるとされてきた．しかし最近，従来の常識に反して、可視光である青色光に種々の昆虫に対する致死効果が発見されたため，青色光による害虫防除を着想した．以上により，青色光による開花の制御機構を解明するとともに殺虫効果を検証し，青色LEDによって開花と害虫を同時に制御する全く新しい栽培体系を開発することを目的とする．

传统的切花栽培中，都是使用白炽灯泡进行开花控制，但白炽灯泡的寿命短，且将电能转化为光能的效率低，因此，长寿命、节能的发光灯成为替代方案。使用二极管（LED）作为光源的栽培正在变得流行。然而，虽然白炽灯泡发出的光具有多种波长，但LED发出单色光，因此预计通过更换它们，开花反应将与使用白炽灯泡栽培时不同。此外，使用白炽灯泡控制开花的原理是基于光敏色素的红光和远红光是控制因素。另一方面，蓝光也参与开花控制，众所周知，蓝光可以促进长日照植物模型植物拟南芥的开花，因为没有光源，所以还没有被用来控制开花。因此，在这个项目中，我们将首先关注使用蓝色 LED 的开花调节。去年，我们观察到蓝光对飞燕草有促进开花的作用，因此我们决定阐明其机制。此外，害虫防治一般是通过喷洒农药来进行，而光的杀虫效果随着波长变短而更强，并且一直认为只有波长较短的紫外线，例如紫外线B和C，才具有杀虫效果。。然而，最近，与传统观念相反，人们发现可见蓝光对多种昆虫具有致命作用，从而产生了利用蓝光防治害虫的想法。通过以上研究，我们的目的是阐明蓝光控制开花的机制，验证其杀虫效果，并开发一种全新的利用蓝光LED同时控制开花和害虫的栽培系统。