微小重力、閉鎖空間における農作物生産を支える要素基盤の形成 - 公募研究

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研究課題名 微小重力、閉鎖空間における農作物生産を支える要素基盤の形成
研究代表者
古市 卓也
  • 古市 卓也
    名古屋経済大学 大学院人間生活科学研究科・准教授
    Website
    http://
連携研究者
  • 玉置 雅紀
    国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター・主任研究員
  • 冨松 元
    国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター・特別研究員
  • 矢野 幸子
    宇宙航空研究開発機構(文部科学省 科学技術・学術政策研究所)
  • 飯田 秀利
    東京学芸大学 教育学部・名誉教授

人類の生命を第一義的に支えるのは食料であり、長期にわたる宇宙滞在や惑星探査においては、その持続可能な生産が必要不可欠である。さらに植物や藻類が行う光合成は、閉鎖空間においてクルーの呼気として排出される二酸化炭素(CO2)の吸収と酸素の供給を担い、大気環境の保全にも寄与する。そこで宇宙船および火星での食糧生産の実現は、次代の宇宙開発における最重要課題のひとつとして位置付けられている。その第一歩として最近、ISSにおいて実施されたVeggieプロジェクトではレタスが試験栽培され、油井亀美也宇宙飛行士らがこれを試食する映像は、世界中の注目を集めた。

しかしながら宇宙環境において植物は微小重力、宇宙線、閉鎖空間による超高濃度CO2など、成長や発芽、生殖機能に重大な影響を与えるストレスに曝される。すなわち宇宙における食糧の持続的生産、すなわち「宇宙に生きる」ことを実現するためには、これらの仕組みを明らかにし、克服しなければならない。植物は一般に広く知られる重力屈性に加え、重力に抗ってからだを支える能力=抗重力能を備えており、その解明と利用は微小重力環境における健やかな成長に大きく寄与するものと期待されている。我々はこれまでの研究から、重力感知の初発応答である細胞質Ca2+濃度上昇=Ca2+シグナルに着目し、その分子機構を明らかにしてきた。また、近年の研究において発芽過程においてもCa2+シグナルが重要な役割を果たすことが明らかとなった。そこで本研究では、①抗重力能を発揮して太く、強く成長する重力センサーとそのはたらき、②高濃度CO2環境下における発芽・成長抑制の仕組みを明らかにし、その解決策を探索することで、「宇宙における持続的食糧生産」の実現を目指す。