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Development of a live imaging techniques for ion transport in plants using powder scintillator.

Research Project

Project/Area Number 20K06317
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
Research InstitutionNagoya University (2021-2023)
The University of Tokyo (2020)

Principal Investigator

Sugita Ryohei  名古屋大学, アイソトープ総合センター, 講師 (60724747)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords放射線 / RIイメージング / 植物栄養 / ベータ線 / シンチレータ / 放射線イメージング / 放射線検出 / ライブイメージング / RIライブイメージング / β線
Outline of Research at the Start

RRISの撮影原理は、植物体内から放出される放射線をシンチレータにより可視光に変換し、その可視光をCCDカメラで撮像するものである。これまでは板状シンチレータに植物を固定して撮影を行ってきた。一方でレタスの葉は湾曲している上、表面が凹凸状である。そのため複雑な形状となるレタスを二次元的に板へ固定するためには葉を圧迫させる必要があり、固定により葉が大きく損傷する。またシンチレータとの接触面積が小さく、感度、解像度、および定量性が低下する。そこで本研究では、粉状シンチレータをレタス葉に塗布することで負荷をかけることなくレタス葉とシンチレータとを密着させる新しいイメージング手法の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

We have been developing a real-time RI imaging system (RRIS), which is an radioisotope live imaging system. For RRIS imaging, plants need to be fixed to a plate scintillator. On the other hand, since plants grow three-dimensionally, fixing plants to a plate in two dimensions damages them. Therefore, we aimed to develop a techniques that enables radioisotope imaging without damaging the plants using powder scintillator. As a result, we were able to perform radioisotope live imaging on plants that were difficult to image with RRIS. In addition, many new scintillators were discovered in this study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでのRRISではイメージングが困難であった植物においてもRIライブイメージングをすることができるようになったことで、研究の対象となる植物種が広がった。さらには、本研究で発見した多数の新規シンチレータは、RRISのみならず、様々なRI検出器への適用が可能であり、新規のRI検出器の開発が期待できる。現在は、民間企業と共同研究を進めているところである。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] A fungal sesquiterpene biosynthesis gene cluster critical for mutualist-pathogen transition in Colletotrichum tofieldiae2023

    • Author(s)
      Hiruma Kei、Aoki Seishiro、Takino Junya、Higa Takeshi、Utami Yuniar Devi、Shiina Akito、Okamoto Masanori、Nakamura Masami、Kawamura Nanami、Ohmori Yoshihiro、Sugita Ryohei、Tanoi Keitaro、Sato Toyozo、Oikawa Hideaki、Minami Atsushi、Iwasaki Wataru、Saijo Yusuke
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 5288-5288

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40867-w

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phosphate starvation response precedes abscisic acid response under progressive mild drought in plants2023

    • Author(s)
      Nagatoshi Yukari、Ikazaki Kenta、Kobayashi Yasufumi、Mizuno Nobuyuki、Sugita Ryohei、Takebayashi Yumiko、Kojima Mikiko、Sakakibara Hitoshi、Kobayashi Natsuko I.、Tanoi Keitaro、Fujii Kenichiro、Baba Junya、Ogiso-Tanaka Eri、Ishimoto Masao、Yasui Yasuo、Oya Tetsuji、Fujita Yasunari
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40773-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Aerial roots of the leafless epiphytic orchid Taeniophyllum are specialized for performing crassulacean acid metabolism photosynthesis.2023

    • Author(s)
      Suetsugu K, Sugita R, Yoshihara A, Okada H, Akita K, Nagata N, Tanoi K, Kobayashi K
    • Journal Title

      New Phytol.

      Volume: 238 Issue: 3 Pages: 932-937

    • DOI

      10.1111/nph.18812

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nicotiana benthamiana XYLEM CYSTEINE PROTEASE genes facilitate tracheary element formation in interfamily grafting2023

    • Author(s)
      Huang Chaokun、Kurotani Ken-ichi、Tabata Ryo、Mitsuda Nobutaka、Sugita Ryohei、Tanoi Keitaro、Notaguchi Michitaka
    • Journal Title

      Horticulture Research

      Volume: - Issue: 6 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1093/hr/uhad072

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Visualization of phosphorus re-translocation and phosphate transporter expression profiles in a shortened annual cycle system of poplar.2022

    • Author(s)
      Yuko Kurita;Satomi Kanno;Ryohei Sugita;Atsushi Hirose;Miwa Ohnishi;Ayumi Tezuka;Ayumi Deguchi;Kimitsune Ishizaki;Hidehiro Fukaki;Kei'ichi Baba;Atsushi J Nagano;Keitaro Tanoi;Tomoko M Nakanishi;Tetsuro Mimura
    • Journal Title

      Plant, cell & environment

      Volume: 45 Issue: 6 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1111/pce.14319

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autoradiography system with phosphor powder (ZnS:Ag) for imaging radioisotope dynamics in a living plant2021

    • Author(s)
      Kurita Keisuke、Sakai Takuro、Suzui Nobuo、Yin Yong-Gen、Sugita Ryohei、Kobayashi Natsuko I.、Tanoi Keitaro、Kawachi Naoki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Issue: 11 Pages: 116501-116501

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac2b50

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シンチレーション光で植物体内を動く養分を見る2022

    • Author(s)
      杉田亮平, 中西友子, 田野井慶太朗
    • Organizer
      第65回放射線化学討論会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] リアルタイム RIイメージングを用いた光の変化がイネの元素動態に与える影響の解析2021

    • Author(s)
      杉田亮平、小林奈通子、廣瀬 農、岩田 錬、鈴木 寿、田野井慶太朗、中西友子
    • Organizer
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 放射性トレーサーを用いた植物体内イオンの可視化技術の開発2020

    • Author(s)
      杉田亮平、小林奈通子、中西友子、田野井慶太朗
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 植物体内イオンの可視化に向けたRIイメージング装置の開発2020

    • Author(s)
      杉田亮平
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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