ナノバブルでワサビの発芽率が3倍超に！ イオンとの相乗効果による新機能の発現に成功

ナノバブルでワサビの発芽率が3倍超に！イオンとの相乗効果による新機能の発現に成功

2023年3月14日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇未来科学技术共同研究センター
特任教授　高桥　正好

【発表のポイント】

ナノバブル^（注１）を利用することで本わさびの种子の発芽率を20％から70％程度まで高めることに成功
ナノバブルを含む水溶液中のカリウムイオンは発芽の时期に合わせて1/100レベルまで低下し、カルシウムイオンが増加
细胞内外でのイオン输送に対して、ナノバブルが「运び役」のような役割を果たしていることが示唆された

【概要】

マイクロバブルやナノバブルなど、いわゆるファインバブルには人の生活を変える大きな可能性があります。その応用は农业や水产业、工学、医疗など非常に幅広く、世界中で活発な研究が始まっています。しかし作用メカニズムには不明な部分が多く、适切な利用形态も明らかではありません。今后の実用化に向けてさらなる研究开発が求められています。

東北大学未来科学技术共同研究センターの高橋正好特任教授とオリエンタル白石株式会社（以下、「オリエンタル白石」）は、耐久性に優れたコンクリートの開発や、作物と魚を同時に育てる水耕栽培アクアポニクス^（注２）へのファインバブルの応用などを目的とした共同研究を进めています。その取り组みの中で、ナノバブルと呼ばれる小さな泡を使うことで难発芽性种子である本ワサビの大幅な発芽率向上に成功しました。そのメカニズムとして、ナノバブルがカリウムイオンを种子の内部に能动的に运び入れる现象を発见しました。その効率は非常に高く、水溶液中のカリウムイオン浓度が99%以上低下しました。これに対してナノバブルが无い场合、同じ水质条件であってもカリウムイオンの浓度低下はわずか10%程度でした。

　细胞レベルでのイオンの交换は生命现象の本质にかかわる重要な现象です。小さな泡がナノレベルでの物质のやり取りに贡献できるという今回の発见は、生命现象を含めた様々な分野での実用展开に向けて新たな一歩になり得るものと言えます。

　本研究の成果は、2023年2月27日にオンライン誌Scientific Reportsに掲載されました。

図１　各种溶液と発芽率の関係

カリウムイオンを含むナノバブル水の场合、他の条件に比べて格段に高いワサビの発芽率が认められました。65日目の段阶ではカリウムイオンを含むナノバブル水では70％以上の発芽率を达成しました。これに対してナノバブルを含まないカリウムイオン水では20％程度でした。

【用语解説】

注１．ナノバブル
長期に安定化した微小な気泡であり、動植物への活性作用などが期待されています。本学未来科学技术共同研究センターではマイクロバブルを利用して作成しています。マイクロバブルは表面にエネルギーが濃縮する特徴があり、これを利用して汚れた水の浄化や半導体ウエハの洗浄などの技術開発を進めています。マイクロバブルの表面エネルギーとごく微量な鉄イオンを利用することでナノバブルとして安定化させることに成功しました。

注２．アクアポニクス
自然に近い環境を作り出して食糧（野菜と魚）を生産するシステムです。陸上養殖と水耕栽培から構成されており、それぞれの特徴を有効に生かした循環型の技術です。本学未来科学技术共同研究センターとオリエンタル白石では、マイクロバブルやナノバブル技術を組み合わせることで、持続性と生産性により優れたシステムの開発を進めています。

详细（プレスリリース本文）