2023 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of a plant holobiont imager to reveal the systemic responses and their dynamics
| Project Area | Co-creation of plant adaptive traits via assembly of plant-microbe holobiont |
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| Project/Area Number |
21H05152
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
宮島 俊介 石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (20727169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 陽介 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 招へい教員 (00808264)
杉田 亮平 名古屋大学, アイソトープ総合センター, 講師 (60724747)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Keywords | 植物微生物相互作用 / 生体イメージング / RIイメージング / 画像データ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は葉圏・根圏での多様な微生物との共存関係を構築し、拡張された超個体としてその過酷な生育環境に適応している。本計画研究では、グループ内研究者の有する技術を統合し、植物と微生物との動的な相互作用や植物遺伝子発現および生理機能の変化を非破壊的に検出する「超個体イメージャー」の構築を行い、本研究領域の掲げる「植物超個体機能学」の推進に貢献する。
前年度までの研究から、シロイヌナズナの根とそれと共存する糸状菌を研究材料に、人工的な土壌環境を再現しつつ、蛍光イメージングを用い、非破壊的に根の成長と糸状菌の増殖を可視化する観察ディバイスを構築している。2023年度においては、本ディバイスを用い、14CO2を用いたRIイメージングから、超個体化がもたらす根圏への炭素源の移動変化の可視化を試みた。その結果、植物の地上組織での炭素固定とその後の維管束を通じた地下組織である根への炭素転流は数時間以内に起こる一方、根から土壌空間に展開する糸状菌のへの炭素移動には、7日程度必要とすることを見出した。本研究が構築した観察技術により、今後、根圏超個体化における土壌空間への炭素移動の実体に迫ると共に、他の植物-微生物相互作用への応用展開も期待される。
また、前年度までに構築した葉圏超個体化の起点である微生物による気孔開閉を自動計測する技術を用い、本研究領域の峯班とともにPseudomonas属細菌による気孔開度調整の分子実体の解明を進めると共に、野外環境から、気孔開度を変化させる細菌類の探索を進め、新たな気孔開度変化をもたらす微生物群を同定した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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