共同研究・競争的資金等の研究課題

• 食品廃棄物の植物活力剤としての可能性の検証, 秦野 賢一, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 群馬大学, 2021年04月01日, 2024年03月31日, 大日本明治精糖株式会社から提供されたサトウキビ由来の廃糖蜜を用いて、MLPは合成吸着樹脂Amberlite XAD-7HPを充填したカラムで従来法により分離・回収した。 群馬県の主要農産物であるコマツナとキャベツの栽培は、群馬県沼田市下川田町の奥利根自然菜園株式会社から提供された実験用圃場で実施した。圃場には、事前に有機肥料としてサージンEX（24 kg/アール）と苦土ミネラル（24 kg/アール）をすき込んでおいた。MLP添加条件は、MLP無添加（w/o）、60 mgのMLPを含む水溶液を各植物体に添加（MLP60）、MLP180 mgを含む水溶液を添加（MLP180）した3条件を準備した。栽培期間の長いキャベツに関しては、MLPをシリカキセロゲルに封入した形態で各植物体に添加した。害虫対策として防虫ネットを用いて、無農薬・有機肥料施肥条件下で栽培した。4月下旬の播種から40日後にコマツナの収穫を、二ヶ月後にキャベツの収穫を行なった。収穫したコマツナとキャベツの生重量を測定した。一番外側から2枚の葉を除いた外側の2枚の葉を採取して、その組織液を用いて各種生化学的指標の測定をおこなった。 生化学的指標としては、正常な代謝が行なわれているかを判断するためにpH、アミノ酸やタンパク質の合成に使用されて植物の成長を促す硝酸イオン濃度、エネルギー源として用いられる糖度（Brix値）、窒素やリンそしてカリウムイオン等のミネラルの総量を示す電気伝導度、そして植物体のストレス度を表すスーパーオキシドディスムターゼ （SOD）活性を測定した。, 21K12289, kaken

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• 塩性土壌の植物修復技術への食品廃棄物の活用, Application of food wastes to the phytoremediation of halophytic soils, 秦野 賢一, Hatano Ken-ichi, 日本学術振興会, Japan Society for the Promotion of Science, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 基盤研究(C), Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 群馬大学, Gunma University, 2018年04月01日, 2021年03月31日, 本年度は3種類のラジカル種を用いて，メラノイジン類似生成物（MLP）またはメタノールでMLPをさらに分画した試料の抗酸化活性を測定した．具体的には，サトウダイコンとサトウキビ由来の廃糖蜜（国内二社の精糖会社から提供）を用いて，親水性吸着樹脂XAD-7HPに吸着させて糖と分離して，アルカリ溶出させたMLPと樹脂に吸着させたMLPを種々のアルコール濃度で溶出させて分画したMLPを調整した．一方で，疎水性吸着樹脂XAD-4を用いた同様の実験もおこなって，メタノール分画MLP試料を調製した．こうして得られた各種MLPとポジティブコントロールとしてアスコルビン酸とトロロックス，そしてネガティブコントロールとしてスクロースの抗酸化活性を測定した．測定に用いるラジカル種は，水系溶媒中での抗酸化活性を測定するための合成ラジカルABTS，有機系溶媒中での抗酸化活性を測定するための合成ラジカルDPPH，そして生体内に存在するスーパーオキシドラジカルを選択した．
  本学プロジェクト棟屋上の簡易ビニールハウス中で，9月から11月にかけて植物除塩の予備実験を三ヶ月間おこなった．植物種としては，園芸カラシナ（品種名：キカラシナ），園芸アブラナ（品種名：農林20号アブラナ）そしてセイヨウアブラナ（群馬県前橋市粕川町の粕川堤防付近より種子を採集）を採用した．培地には，4倍希釈のホグランド栄養液を含む3%寒天粉砕培地を用いた．NaCl濃度は，植物が塩害の症状を呈する0.3%前後の35 mM（0.2%）と75 mM（0.4%）に設定した．MLP濃度は以前，重金属の植物修復実験で効果のあった濃度50, 500 g/Lを用いた．, We demonstrated that the addition of melanoidin-like product (MLP) from sugarcane molasses has positive influence on the growth of rapeseed. In this report, we first conducted the characterization of antioxidative activity of MLP and its derivatives obtained by alcoholic fractionation. In addition, MLP was revealed to have an inhibitory activity toward tyrosinase that is associated with the expression of melamine causing spots and freckles. Finally, we examined the influence of MLP on the salt tolerance of rapeseed by addition of sodium chloride or artificial seawater to the medium. Furthermore, we investigated several biochemical markers in the harvest time. As a result, it was demonstrated that the superoxide dismutase activity was significantly elevated by addition of MLP. This is contrary to our expectation that the antioxidative activity of MLP would remove superoxide produced under such a salinity stress., 18K11693, kaken

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• 食品廃棄物を利用した植物修復促進剤の開発, Development of a phytoremediation accelerator to utilize food wastes, 秦野 賢一, Hatano Ken-ichi, 日本学術振興会, Japan Society for the Promotion of Science, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 基盤研究(C), Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 群馬大学, Gunma University, 2014年04月01日, 2017年03月31日, 植物抽出は重金属汚染を浄化する方法の一つであり、キレータは重金属の毒性を緩和して植物の生物利用能力を向上させると考えられている。サトウキビ廃糖蜜由来の暗色物質（DM）は、銅汚染培地の植物修復の促進効果がある事がこれまで明らかにされた。本報告書では、鉛やカドミウムを含む培地でDMによる植物抽出効率の向上効果を評価した。これら重金属の毒性に耐久性が強いアブラナ属の植物種を用いた結果、1 mM硝酸鉛培地における乾燥重量と鉛摂取量は、DMを加える事によって有意に増加した。取り込まれた鉛はほとんど根に蓄積されていた。1 mM硫酸カドミウム培地においては育ちが悪く、DMを添加しないと全滅した。, Phytoextraction is one of environment-friendly methods to remedy for heavy-metal contaminations, and it is well believed that chelators may relax the toxicity of heavy metals and the bioavailability in plants. In this report, we evaluated the facilitatory effect of dark material (DM) from sugarcane molasses on the phytoextraction in the lead- or cadmium-contaminated medium. In addition, three Brassica species were adopted in this study, since they are considered as more resistant to the toxicity of lead and cadmium. As a result, the biomass and lead uptake in the nutrient medium with 1 mM lead nitrate were significantly increased by the addition of DM, and almost all lead was accumulated in the root tissue. In the nutrient medium including 1 mM cadmium sulfate, all the species died out in the absence of DM. In conclusion, DM were revealed to possess the potential both to detoxify lead ion and to improve the lead bioavailability of the Brassica species., 26340069, url

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• シスタチンスーパーファミリーとは異なる新奇インヒビター群の構造機能相関, 秦野 賢一, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 群馬大学, 1997年, 1998年, 申請者はシステインプロテアーゼ阻害活性をイチジクの果実組織(アメリカカリフォルニア産)にパパイン阻害活性を見いだした。前年度ではゲル濾過そしてイオン交換カラムにかけ単離精製した。本年度ではこの活性画分を高速液体クロマトグラフにかけ最終精製した後、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法飛行時間型質量分析器にかけた結果、分子量約1,100であることを明らかにした。さらに種々の実験(ポリアクリルアミドゲル電気泳動、核磁気共鳴、Lowry法など)により、このインヒビターは非蛋白性のものであることがわかった。またシステインプロテアーゼ パパインを阻害し、セリンプロテアーゼキモトリプシンは阻害するが同じクラスのトリプシンには作用しないという非常に興味深い特性を示した。将来的には、この非蛋白質性インヒビターのさらに詳しいキャラクタリゼーションを行い、その詳細な高次構造も明らかにしていく予定である。 天然有機化合物として動植物の死骸や排泄物などの腐敗によってできるフミン酸は、土壌の有機物の主成分で地球上もっとも多量に存在する有機物である(土が黒いのはこのためである)。当然これが地球環境に与える影響は非常に大きいと思われる。しかしながらフミン酸の構造はおろかその特性さえもよくわかっていない。興味深いことに、フミン酸の赤外吸収スペクトルとこのインヒビターのそれとが非常によく似たパターンを示した。 よってこのインヒビターの構造解析はフミン酸の構造解析に一役買う可能性が大いにあるし、また非蛋白質性のインヒビターでこれ程大きい分子量でしかも特異性のあるものは余り報告されていない中、この構造解析は大きな意味を持っている。, 09780539, kaken

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