2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K11914
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
唐原 一郎 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (60283058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
蒲池 浩之 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (40262498)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微小重力 / 過重力 / 宇宙環境 / 生活環 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際宇宙ステーションで33日間栽培されたシロイヌナズナを用い，地上部が自立しなければならない花序柄の組織の発達に微小重力環境が与える影響を調べた．33日齢の試料は樹脂包埋し横断切片を観察した．その結果，花序柄先端部の横断面積および細胞数は，μG区では宇宙1 G対照区と比べ有意に減少した．組織別では，表皮，篩部，形成層，髄の横断面積および細胞数が，μG区で宇宙1 G対照区と比べ有意に減少していた．また基部において，μG区では宇宙1 G対照区と比べ髄腔が発達していた．微小重力環境下では，根圏も含めて植物体を取り巻くガス環境変化が内部組織の発達に影響する可能性も考慮する必要があるかもしれない．
またシロイヌナズナを用いた過重力栽培により，長期の 10 G 過重力によりバイオマスが増加することを示唆する結果を筆者らは予備的に得ているものの，その仕組みはわかっていない．被子植物と同じタイプの光化学系を持ちながらも，無種子植物であるコケは体サイズが小さくまた栄養生殖での均質な集団が得られ，バイオマス制御に直接関わる光合成の調査も容易である．また無種子植物についても確認できれば，地球と異なる重力環境に陸上植物が適応する能力の普遍性を検証することができる．そこでコケのモデル植物であるヒメツリガネゴケを用いて調べたところ，10 G下で25日間育てた集団では，茎葉体密度が増すことでシャーレ当たりのバイオマスが増加していた．（そしてこのとき，実際に葉緑体のサイズ，二酸化炭素コンダクタンス，光合成速度が増加していることは共同研究により確かめられた．）またさらに無種子植物の重力応答に関して，シダのリチャードミズワラビでは，重力ベクトル方向の感知に葉緑体そのものが関わる可能性を示唆する結果も得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
栄養成長および生殖成長に関しては，引きつづき長期過重力植物栽培システムのための栽培容器の改良や環境整備を進めた．その過程で，過重力処理区において，対照区と比べ温度が高くなる場合も見られたため，栽培装置に放熱効率を上げる改良を加え，解決した．その上で長期過重力が根系に与える影響について再検証中である．生殖成長に関しても調査を進めている．最適な光源については引きつづき検討中である．微小重力試料については，支持組織の発達に重力環境が与える影響の，X線CTによる非侵襲解析の観察（データ取得）ができた．微小重力試料のロックウール中の根系の解析については，現在での最適と考えられる条件でX線CT撮影を行った．以上より，概ね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
ロックウール中の根系の解析については，現在での最適と考えられる条件でX線CT撮影を行い，現在データ解析中である．栄養成長に関する長期過重力が根系に与える影響については，側根形成などをふくめて詳細を再検証をすすめる．支持組織の発達に重力環境が与える影響の解剖学的解析およびX線CTによる非侵襲解析の観察（データ取得）ができたので，その解析を進める．長期植物栽培システムについては，現在最適な光源を検討中である．引きつづき生殖成長までの解析を目指す．種子のプロテオミクスについては，予備解析を行い，本解析の準備中である．
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| Causes of Carryover |
新たに，長期過重力植物栽培システムのための環境整備において光源検討の必要性が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
理由に述べた項目の実施を行う．具体的には，長期過重力植物栽培システムのための環境整備において光源検討を行う．
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[Journal Article] 宇宙における植物の生活環2016
Author(s)
唐原一郎, 玉置大介, 高橋郁佳, 西内巧, 久米篤, 蒲池浩之, 矢野幸子, 谷垣文章, 嶋津徹, 笠原春夫, 曽我康一, 吉田久美, 神阪盛一郎
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Journal Title
Space Utilization Research
Volume: 30
Pages: SA6000048022
Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] ミヤコグサ乾燥種子の子葉の折り畳むような細胞表面構造2017
Author(s)
山内大輔, 金子康子, 小泉美香, 中井朋則, 佐藤繭子, 豊岡公徳, 上杉健太朗, 星野真人, 玉置大介, 唐原一郎, 峰雪芳宣
Organizer
第58回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
鹿児島
Year and Date
2017-03-16 – 2017-03-17
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[Presentation] Morphological analysis of the peduncle of arabidopsis grown under microgravity by conventional anatomy of cross sections as well as X-ray2017
Author(s)
Karahara I, Muramoto M, Sujishi S, Tamaoki D, Yano S, Tanigaki F, Shimazu T, Kasahara H, Kasahara H, Yamauchi D, Uesugi K, Hoshino M, Takeuchi A, Suzuki Y, Mineyuki Y, Kamisaka S
Organizer
第58回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
鹿児島
Year and Date
2017-03-16 – 2017-03-17
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[Presentation] 宇宙における植物の生活環 -微小重力環境下におけるシロイヌナズナ花序柄の支持組織形成-2017
Author(s)
唐原一郎, 村本雅樹, 筋師洵也, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 嶋津徹, 笠原春夫, 笠原宏一, 山内大輔, 上杉健太朗, 星野真人, 竹内晃久, 鈴木芳生, 峰雪芳宣, 蒲池浩之, 西内巧, 久米篤, 曽我康一, 吉田久美, 半場祐子, 神阪盛一郎
Organizer
第31回宇宙環境利用シンポジウム
Place of Presentation
相模原
Year and Date
2017-01-16 – 2017-01-17
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[Presentation] Folded structure of cell surface in dry seeds: real or artifact?2016
Author(s)
Yamauchi D, Kaneko Y, Tamaoki D, Goto K, Karahara I, Murata K, Takeuchi A, Uesugi K, Takahara Y, Nakai T, Mineyuki Y
Organizer
日本顕微鏡学会第59回シンポジウム
Place of Presentation
東京
Year and Date
2016-11-18 – 2016-11-19
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[Presentation] 乾燥種子の細胞壁の折りたたみ構造は存在するか？2016
Author(s)
山内大輔, 金子康子, 玉置大介, 後藤圭太, 唐原一郎, 村田和義, 竹内晃久, 上杉健太朗, 高原由美恵, 中井朋則, 峰雪芳宣
Organizer
生体ボリュームイメージング研究部会＆生理研研究会
Place of Presentation
岡崎
Year and Date
2016-11-16 – 2016-11-17
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[Presentation] Effects of microgravity on the development of supporting tissues in the peduncle of Arabidopsis2016
Author(s)
Karahara I, Muramoto M, Sujishi S, Tamaoki D, Yano S, Tanigaki F, Shimazu T, Kasahara H, Kasahara H, Yamauchi D, Uesugi K, Hoshino M, Takeuchi A, Suzuki Y, Mineyuki Y, Kamisaka S
Organizer
The 11th Asian Microgravity Symposium (AMS2016)
Place of Presentation
Sapporo
Year and Date
2016-10-25 – 2016-10-29
Int'l Joint Research
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[Presentation] 微小重力環境下で栽培したシロイヌナズナの花序柄の形態学的解析2016
Author(s)
村本雅樹, 唐原一郎, 筋師洵也, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 嶋津徹, 笠原春夫, 笠原宏一, 山内大輔, 上杉健太朗, 星野真人, 竹内晃久, 鈴木芳生, 峰雪芳宣, 神阪盛一郎
Organizer
第62回日本宇宙航空環境医学会大会・日本宇宙生物科学会第30回大会・合同大会
Place of Presentation
長久手
Year and Date
2016-10-13 – 2016-10-15
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[Presentation] イオン液体を用いたシロイヌナズナ吸水種子のX線マイクロCT試料作製法の検討2016
Author(s)
峰雪芳宣, 福田安希, 山内大輔, 唐原一郎, 玉置大介, 竹内美由紀, 綱島克彦, 津田哲哉, 桑畑進, 星野真人, 上杉健太朗, 竹内晃久, 鈴木芳生
Organizer
日本植物学会第80回大会
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
2016-09-16 – 2016-09-19
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[Presentation] 微小重力環境がシロイヌナズナの花序柄における支持組織形成に与える影響2016
Author(s)
唐原一郎, 村本雅樹, 筋師洵也, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 嶋津徹, 笠原春夫, 笠原宏一, 山内大輔, 上杉健太朗, 星野真人, 竹内晃久, 鈴木芳生, 峰雪芳宣, 神阪盛一郎
Organizer
日本植物学会第80回大会
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
2016-09-16 – 2016-09-19
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[Presentation] 微小重力環境下で生育したシロイヌナズナの花序柄の解剖学的解析2016
Author(s)
村本雅樹, 唐原一郎, 筋師洵也, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 嶋津徹, 笠原春夫, 笠原宏一, 山内大輔, 上杉健太朗, 星野真人, 竹内晃久, 鈴木芳生, 峰雪芳宣, 神阪盛一郎
Organizer
日本植物形態学会第28回大会
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
2016-09-15 – 2016-09-15
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