2019 Fiscal Year Research-status Report
RIイメージング技術による同一果房内の果実肥大の不均一性生起メカニズムの解明
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17K15228
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
尹 永根 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主任研究員(定常) (50609708)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光合成産物 / RIイメージング / 転流動態 / 果実 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、前年度に引き続き異なる葉位から各果房内の果実への光合成産物の転流の様式をRIイメージング技術で解析した。具体的には、第1および第2果房の周辺の個別葉に11CO2トレーサガスを投与すると同時にそれぞれの果房内の果実への11C標識光合成産物の流入を撮像した。まず、各果房の直上葉から数えてその下の3枚目以降の葉はその上の果房の果実に光合成産物を直接供給しないことが分かった。ところが、各果房の直上葉から数えてその上の4枚目までの葉は光合成産物を直接果実に供給することが分かった。さらに、これら6枚それぞれの葉が果房内の各果実に対する光合成産物の寄与率が異なることが明らかになった。各果房の直上葉は、その果房の果実には光合成産物をほとんど供給せずに、その下の果房や根に対して光合成産物を供給していることが分かった。これらの葉位の中には、それぞれ果房内の偶数列或いは奇数列の果実や果房先端の若い果実に光合成産物を輸送する役割分担が存在することが分かった。これらの結果から、各葉と果房内の各果実の間には独立した篩管の輸送経路が存在することが強く示唆された。
PETISの2次元画像に加えてPETを用いて茎内部の篩管の立体構造を可視化した。その結果、一枚の葉から茎内部に光合成産物を輸送する篩管は根に向かって2本、生長点に向かって1本、合計3本が存在することを可視化することができた。更に高い精度で篩管の経路を可視化するため、葉柄の切口から1 Mの塩化バリウムを造影剤として30分間吸収させた後CTで撮像を行った。その結果、少なくとも2つの独立した篩管が葉柄から茎に向かって発達していることを高い分解能で可視化することができた。これらの篩管のネットワーク構造を示す画像データは、果実への光合成産物の長距離輸送の転流モデルの構築に必要不可欠である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
昨年度のサイクロトロンの故障によるRIイメージング実験の回数が劇的に減少した影響が大きかったため、今年度に予定していた計画の一部が実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に引き続きRIイメージングによる篩管の構造解析と光合成産物の果実への転流を定量的に解析し、その動態モデルの構築を行う。また、各器官の篩部組織の発達の観察を行い、上記の画像データと統合する。遺伝子発現プロファイルおよび代謝産物の網羅的解析に関しては、全体の実験環境とその進捗状況を勘案しながら実施する。
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| Causes of Carryover |
2019年度は当初計画していたRIイメージング実験の回数が減少し、セットで実施予定の分析実験が実施できなったため。差額については、2019年度に実施できなかったこれらの実験費用に充当する。
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[Presentation] イネにおけるガスの長距離移動の可視化2019
Author(s)
尹 永根, 森 欣順, 鈴井 伸郎, 栗田 圭輔, 山口 充孝, 三好 悠太, 石井 里美, 長尾 悠人, 芦苅 基行, 永井 啓祐, 河地 有木
Organizer
アグリ・バイオ公開シンポジウム
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