私たちの仕事
Tillage Techは、作物やその他の高価値植物の持続可能な栽培のための独自の特許取得済みシステムを専門としています。当社の反転型水耕栽培システムは、植物を反転させた状態で生育させることを可能にし、根は上部に、樹冠は下部に向けます。これにより、重力を利用 して栄養供給、成長率、そして収量を向上させます。生物医学工学の専門知識に裏付けられたパイロット試験では、従来の垂直型水耕栽培システムと比較して、収量が200～400%増加することが実証されています。
初期仮説
私たちの研究パラダイムの初期段階では、植物の個体発生を促進して体高と生理的成熟を高めることは、果実形成と花序増殖の促進と不可避的に相関すると仮定していました。さらに、従来型の直立型標本の地向性反転は、アミロプラスト内の平衡石沈降に関与する重力屈性シグナル伝達カスケードの調節に基づき、収量増加を50～100%促進すると理論づけました。これにより、外因性の遺伝的介入や化学向性介入なしに、栄養転流と分裂組織活性が促進されます。
予期せぬ経験的観察
予備的な予測を覆し、定量分析の結果、200%を超える生産性の上昇（分類群固有の変数によって調整）が明らかになりました。同時に、8つの重要な形態生理学的変態が起こりました。これらの変態には、典型的なピラミッド型または球根型の樹冠構造から円筒型への根本的な再構成（体積膨張の促進）、葉の彩色の左右均一化（向軸面と背軸面にわたるクロロフィルの均一な分布の証明）、そして茎頂要素と枝葉要素の構造的減衰（内部化したキャビテーションを伴う口径の減少として現れ、透水性と資源節約を最適化すると考えられます）が含まれます。
派生した科学的洞察
厳密な実証的検討を通して、地温的に反転した植物系は、スタットリスを介した重力屈性など、固有の感覚現象を利用していることを明らかにしました。スタットリスを介した重力屈性では、根冠柱細胞内のアミロプラストの移動が重力ベクトルを変換し、方向極性を決定します。強制的な反転は、この正統性を覆し、内因性の重力屈性応答と外因性の非生物的刺激（光屈性勾配、空気力学的摂動、流体力学的フラックスなど）との相乗的な相互作用を生み出します。その結果、代謝基質が再配分され、細胞の伸長、節の増殖、そして全体的な個体発生の加速が、資源効率の高い方法で促進されます。
科学
基本
TTシステムでは、植物は反転した姿勢をとります。根は上部の溝に固定され、茎と葉は最適な光源に向かって下方に伸びます。 重力によって栄養豊富な水の下向きの流れが促進され、自然の水循環を模倣しながらも、通常の姿勢を逆転させます。これは、植物が重力に対して方向性を持って成長する性質、つまり根が正の重力屈性（下向き）を示し、シュートが負の重力屈性（上向き）を示すという性質を利用しています。反転すると、根冠の柱状細胞内のスタットリス（デンプンを多く含むアミロプラスト）が沈降し、PINタンパク質を介してオーキシンの再分配が引き起こされ、細胞の伸長に差が生じます。 結果：直立成長ではピラミッド型に成長しますが、直立成長ではピラミッド型に成長します。 水供給により、正確なpH（5.6～6.5）、相対湿度（RH 50～70%）、そして栄養バランスが確保され、深水栽培における問題を最小限に抑えます。
プロセス
発芽：種子を1インチのロックウールキューブに入れ、高湿度（76%）、27℃（80°F）で、クロネックス・クローン溶液（5～10 ml/L、pH 6.5）を加えます。18/6の光サイクルで7日間処理します。 積極的な選抜：新芽を観察し、最も弱いものを取り除きます（例：7日目の最初の選抜で12個中2個、14日目の2回目の選抜で10個中3個、最後に上位4個を選抜します）。遺伝的活力を確保します。 栄養生育期（ケンダーガーデン）：1ガロンの通気チャンバーに高さ12インチで移植します。アテナ社の栄養剤を使用します：pHバランサー（可溶性カリK2O、SiO2 5%）、CaMgブレンド（N 2%、Ca 2.1%、Mg 1.1%）、グロウA-B（N 4%、K2O 1%、Ca 4.2%）。週ごとの混合液：pHバランサー6ml、CaMg9.6ml、CaMg25.3ml。A-Bを12Lの水（pH 5.6）で栽培します。18/6光量で、2週間で12インチ（約30cm）まで成長します。 株の反転：株が12インチ（約30cm）になったら、2株を7フィート×4フィート×2フィート（約2.1m×1.2m）の断熱フレーム（V溝付き支柱付き）に株反転させます。根は上部のトラフに置き、ライトとファンは下部1.8m（約30cm）に設置します。Athena培地で11週間培養します。 最適化：近接制御式ファン/ライト（例：上向きに首振り式）は、光量子束、蒸発、風通しを改善し、カビの発生を防ぎます。pH、相対湿度、温度を毎週モニタリングします。 開花と収穫：成熟期に12/12光量に切り替えます。45日周期、年4回。施設内で3日ごとに収穫します（1,080本の植物で年間4,320本の収穫）。
メカニズム
重力屈性は、平衡細胞における平衡石の沈降を介して開始され、機械受容チャネルとオーキシン排出輸送体（PIN3/PIN7）を活性化します。オーキシンは下側の側面に蓄積し、そこでの伸長を促進する一方で、上側の成長を抑制します（Cholodny-Wentモデル）。 相乗効果としては、重力駆動流による養分吸収の促進、扇風機による葉の羽ばたきによる光合成有効放射（PAR）の最大化、体積比の拡大（円筒状対錐状）による剪定の減少などが挙げられます。NASAに着想を得た回転運動は、地生性を操作し、ホルモン放出を促進して成長を3～5倍に高めます。 パイロットデータによると、全体として、これにより指数関数的な節形成（5インチごと）、大量の農産物生産、そして安定した品質レベルが実現されます。
生理学的変化
1. 根の成長ダイナミクス：反転により正の重力屈性は低下する。平衡石は沈降し、カルシウム波を介して根を下方に誘導するシグナルが送られる。これにより、根は浮遊状態にもかかわらず下方に向く。これにより、パターンは変化するものの、養分吸収効率は向上する。 2. 重力屈性シュートの成長：シュートは下方に伸長し（反転では正）、下側の細胞が急速に伸長することで、細く中空の茎と上向きにカールした枝が形成され、光条件が最適化される。 3. 遺伝子発現：重力は膜輸送を変化させる。機械感受性イオンチャネル（例：MSLファミリー）は、エクスパンシンとキシログルカンエンドトランスグルコシラーゼの発現をアップレギュレーションするカスケードを誘導し、極性成長を促進する。 4. オーキシンのダイナミクス：PINを介した極性輸送は、インドール-3-酢酸（IAA）を下側に再分配し、TIR1/AFB受容体を介して上側の成長を抑制し、ARF転写因子を介して下側の成長を促進する。 5. 重力制御：フェニルプロパノイド経路酵素（例：PAL、C4H）を介して非対称なリグニン沈着を誘導し、細胞壁を強化し、MYB転写因子を介して節／花部位を大幅に増加させます。 6. カルシウム再分配：重力感知は細胞質Ca²⁺スパイク（PLC/IP3経路を介した振動）を引き起こし、アクチン細胞骨格のリモデリングと小胞輸送を調整して重力屈性屈曲を促進します。 7. 重力の影響：微小管の再配向（MAP65タンパク質を介した）はセルロースの沈着を誘導します。ミトコンドリアATP産生量を変化させ、伸長に必要なエネルギーを増加させます。一方、ROSはシグナル伝達を調節します。 8. 重力屈性葉緑体：アミロプラストは葉緑体を重力ベクトルに向かって再配置し、ルビスコの活性と光合成効率を最適化します。変動するROS（例：H₂O₂）は、酸化還元シグナル伝達におけるセカンドメッセンジャーとして機能します。
結果
パイロット (2021 ～ 2022 年): 倒立栽培した植物は、垂直栽培の対照群と比較して、わずか数週間で 5 ～ 6 フィートに達し、成長が 2.5 ～ 3 倍速くなり、収穫量は 200% 増加しました (品質の低下なし)。
当社の推定値：高さ10～15フィートで、1株あたり年間4～5ポンドの乾燥製品。施設全体では1部屋あたり年間1,440～2,880ポンド（1平方フィートあたり1.96～3.91ポンド）の生産が可能と予測され、垂直システムを上回る。
科学的検証：オーキシン誘導性の重力屈性が適応成長を促進することを示す研究結果（ノッティンガム大学、 2025年； NASA微小重力類似体）と一致しています。概念実証により、高品質、資源使用量の削減、そして作物の拡張性が確認されています。