2020 Fiscal Year Annual Research Report
表面分析法による菌根における炭素・窒素・水素の細胞輸送と循環解析
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17H03784
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
久我 ゆかり 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 教授 (30232747)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝山 千恵 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 助教 (10580061)
坂本 直哉 北海道大学, 創成研究機構, 助教 (30466429)
長谷川 巧 広島大学, 先進理工系科学研究科(総), 准教授 (20508171)
青柳 里果 成蹊大学, 理工学部, 教授 (20339683)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 菌根共生 / 元素輸送 / 電子顕微鏡－二次イオン質量分析相関解析 / クライオ走査型電子顕微鏡 / 真菌内生細菌 / 飛行時間型二次イオン質量分析法 / 遺伝子発現解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，植物と真菌の共生である菌根において、炭素、窒素、水素の共生者間－組織内輸送および環境との循環を、細胞小器官レベルでの局在解析手法を中心に明らかにすることを目的としている。
水の解析のためにクライオ走査型電子顕微鏡（SEM）－クライオ二次イオン質量分析（SIMS）相関解析法の構築を目指した。安定同位体標識したアーバスキュラー菌根（AM）を加圧凍結し，クライオウルトラミクロトームによる凍結断面のクライオSEM観察に成功した。また，ランの共生プロトコームを用いた多重ラベル-樹脂法により，重水の局在を分析した。
同位体標識された分子同定のため、AM樹脂連続切片の光学顕微鏡画像を用いたイメージフュージョンおよびラッソ回帰によるTOF-SIMSデータ解析法を構築した。また，菌根植物共培養法により感染させたAM共生におけるペチュニア変異体を13CO2で標識した。SIMS-SEM相関解析により，13C標識分子の植物からAM菌糸への輸送は極めて低いことが明らかになった。
AM共生における炭素と窒素の輸送について，13CO2を植物に，15N窒素化合物を根外に伸びた菌糸にそれぞれ添加するため、根箱法を構築した。標識試料の超薄切片を透過型電子顕微鏡（TEM）で観察し、同じ切片を用いたnanoSIMS相関解析し、植物，AM菌（Gigaspora margarita），さらに当該AM菌内生細菌二種における炭素の分配を解析した。内生細菌二種への同位体輸送は真菌宿主の細胞質より有意に低かった。
ランの共生プロトコームの感染細胞・感染非細胞および共生菌における硫黄輸送関連の遺伝子発現解析と，13C、15Ｎ、および34S多重ラベルによるSIMS局在解析により、硫黄は有機体として宿主に輸送される可能性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
