2016 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ土壌デバイスによる根の成長メカニズムの定量解析
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16H05974
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
肥田 博隆 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60402509)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / Plant-on-a-chip / 植物生理 / 生物物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，周囲環境が植物の根の成長に与えるメカニズムを定量的に評価するため，マイクロデバイスの応用による新規分析技術の確立を目的としている．本年度に実施した具体的な内容は以下の通りである．
(1)主根の推進力計測デバイスの開発：主根を対象とし，推進力(土壌中を伸長する際に発揮する力)を計測するためのマイクロデバイスを開発した．本デバイスは，力センサを集積化したマイクロ流路を基本構造としており，センサ部で根端をトラップすることで，根が物理的に拘束された際に発揮する力を定量的に評価するとともに，簡易な機械モデルに基づき，根の機械的特性(ヤング率)の推定を行った．これらの結果は，根が土壌中を伸長するメカニズムを解明する上で重要な知見となる．(2)機械的ストレス下における根の生育分析：様々な寸法のPDMS製マイクロピラーアレイデバイスを開発し，異なる機械的ストレス下における根の生育分析試験を行った．
(3)胚軸の成長力評価デバイスの開発：種子より発生した胚軸が，土壌から地上部に進出するために必要な力を評価可能なマイクロデバイスの開発を行い，その計測に成功した．
(4)タイムラプス観察システムの構築：恒温装置内にある植物の根の成長を，経時的に観察，評価可能な観察システムを構築した．根は，重力方向に沿って伸長する性質があり，本システムにより重力方向に沿って配置した根のタイムラプス観察を可能とした．
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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
当初計画していた分析用マイクロデバイスの開発が完了し，様々な条件下における分析を行う基盤は予定通り構築された．また，分析する上での観察・評価システムの開発を行い，今後，評価が円滑に進めることが可能であると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度で構築した分析プラットフォームをもとに，当初の計画に従って種類の異なる植物，ならびに育成環境下における定量的な分析を進める．
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