X線マイクロCT法を活用したイネ鱗被の形態と穎花の開閉メカニズムの解明
| Project/Area Number |
22K19175
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大井 崇生 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60752219)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上口 美弥子 (田中美弥子) 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (70377795)
山内 卓樹 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (50726966)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | イネ / CTスキャン / 3D形態解析 / 開花 / X線顕微鏡 / デジタルマイクロスコープ / 閉花 / 植物ホルモン |
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| Outline of Research at the Start |
イネ穎花の開花を司る微小な花器官である鱗被の立体像を、非破壊・迅速・簡便な三次元解析が可能なX線マイクロCT(コンピュータ断層撮影)法を用いて解析し、籾の開閉という動的な現象を捉え、その作用機序を明らかにする。電子顕微鏡観察のノウハウを応用することでX線CT装置の持つ空間分解能を最大限に高めて細胞レベルの情報も取得しながら鱗被の全容を理解する。併せて、生鮮試料をX線装置内で生け花状に保持して穎花を経時スキャンし、鱗被による開閉の動的な作用について時間軸を加えた理解にも挑む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネ穎花の開花を司る微小な花器官である鱗被の立体像を、非破壊・迅速・簡便な三次元解析が可能なX線マイクロCT(コンピュータ断層撮影)法を用いて解析し、籾の開閉という動的な現象を捉え、その作用機序を明らかにすることを目指した。
本年度では、昨年度に行った電子顕微鏡観察用の試料作製法に準じて固定・脱水・臨界点乾燥を施し、X線マイクロCTによって高解像度スキャン撮影を実施した3Dデータに対して詳細な画像解析を行った。これにより、鱗被の組織形状および構成する細胞のサイズやその構成数を開花前後で定量比較可能となった。
また、試料に前処理を施さず、穂を生け花状に差してX線CT装置内で生きた状態のまま経時スキャンするライブイメージング観察の追試験を行った。1分間という短い時間でも穎花の3Dデータを得ることができており、分解能としては高くないため細胞レベルの識別はできないものの、組織形状を捉えることが十分にできており、開花から閉花までの数時間にわたる鱗被と内外頴の形態と空間配置の変化を明らかにすることができた。
その他、穎花の一部を切除し、デジタルマイクロスコープを用いて鱗被の形状変化をリアルタイムで撮影する装置系も確立し、穎花の開閉と鱗被の膨張縮小との関連の再確認も完了している。
以上のように、X線マイクロCTを活用し、未知であったイネ鱗被の形態変化を組織・細胞レベルで捉え、イネ穎花の開閉メカニズムの解明に一定の寄与ができた。また、開発してきた観察法は今後のイネ研究だけでなく、広く植物の研究に貢献できる汎用性のある技術体系となると期待される。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
