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Elucidation of caesium transport and its seasonal variability in trees by real-time imaging

Research Project

Project/Area Number 21K21338
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1101:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields
Research InstitutionNational Institutes for Quantum Science and Technology

Principal Investigator

Noda Yusaku  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子バイオ基盤研究部, 研究員 (40865838)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsセシウム / 放射線イメージング / ポプラ / リンゴ / ポジトロンイメージング / 季節変動 / RIイメージング / 葉面吸収 / 季節変化
Outline of Research at the Start

放射性セシウムは栄養元素の輸送メカニズムに乗じて樹木内を移行し、季節に応じた再転流によって生物学的半減期よりも長い間樹木内に留まることから、今後も起こり得る原発事故時のリスク評価を困難としている。この鍵を握る再転流だが、いつ、どのように樹木内を巡るか?その詳細については不明な点が多い。本研究では、樹木ポプラを用いて、植物育成庫内で再現された各季節における葉から幹、根、新芽への放射性セシウム輸送過程を、オートラジオグラフィーとポジトロンイメージング技術で捉え、樹木内のセシウム輸送の季節変動機序を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this research, a real-time imaging system using Cs-127 was constructed to visualize cesium transport in trees.
The original plan was to use the model tree poplar, but insufficient data could be obtained due to machine time cancellation and poor growth.
However, this imaging system can be applied to other trees. We visualized the initial cesium dynamics after penetration through the bark in apple tree. The results obtained in this experiment were similar to the results of previous field studies measuring cesium dynamics, thus demonstrating the usefulness of this technique for predicting cesium dynamics in fruit trees in the field.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

樹木内部に浸透したセシウムは長く樹体内に留まるが、これはセシウムが他の栄養元素と共に体内を巡り、体外へ排出されにくいためと考えられる。今後十分起こり得る原発事故のリスクを正確に評価するためには、放射性セシウムの再転流とそれを制御する輸送メカニズムが及ぼす影響を理解しなければならない。
本研究成果は果樹のセシウム動態をリアルタイムに追跡することができ、かつフィールド調査と同様の結果が得られた。本実験系は多くの果樹に適用できることから、今後は果実へセシウムを運ばない手法や、セシウム蓄積を制御する遺伝子の同定などへの発展が期待できる。

Report

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

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Visualization of the initial radiocesium dynamics after penetration in living apple trees with bark removal using a positron-emitting 127Cs tracer2023

    • Author(s)
      Noda Yusaku、Yoshihara Toshihiro、Suzui Nobuo、Yin Yong-Gen、Miyoshi Yuta、Enomoto Kazuyuki、Kawachi Naoki
    • Journal Title

      Applied Radiation and Isotopes

      Volume: 198 Pages: 110859-110859

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2023.110859

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物体内の元素濃度から大気Micro-PIXEの観察条件を推定する2023

    • Author(s)
      野田 祐作 , 鈴井 伸郎 , 尹 永根 , 三好 悠太 , 榎本 一之 , 古川純 , 河地 有木
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ミヤコグサにおける亜鉛吸収・輸送動態と輸送関連遺伝子発現の系統間差2022

    • Author(s)
      野田 祐作 , 鈴井 伸郎 , 尹 永根 , 河地 有木 , 古川 純
    • Organizer
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ポジトロンイメージング技術によるリンゴ樹体内セシウム動態の可視化2022

    • Author(s)
      野田 祐作 , 吉原 利一 , 鈴井 伸郎 , 尹 永根 , 三好 悠太 , 榎本 一之 , 河地 有木
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2022年度東京大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 亜鉛蓄積能が異なるミヤコグサ2系統における65Zn動態の可視化と輸送関連遺伝子の解析2022

    • Author(s)
      野田祐作, 鈴井伸郎, 尹永根, 河地有木, 古川純
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 樹木内セシウム輸送の日長による制御とセシウム輸送体PttSKOR-like2との相関解析2021

    • Author(s)
      野田 祐作, 佐藤 忍, 古川 純
    • Organizer
      第18回放射線プロセスシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 夏および秋の樹木内セシウム動態とセシウム輸送体PttSKOR-like2との相関解析2021

    • Author(s)
      野田 祐作, 佐藤 忍, 古川 純, 河地 有木
    • Organizer
      QST高崎サイエンスフェスタ2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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