2019 Fiscal Year Research-status Report
ナノZnO粒子による光合成生物の葉緑体増殖現象の解析とCO2固定プロセスの創出
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18K19882
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
徳本 勇人 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70405348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉原 静恵 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20382236)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 酸化亜鉛ナノ粒子 / 光合成生物 / 葉緑体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究の進展が想定以上であり、当初計画にはなかった、フローサイトメーターを用いた付着粒子の評価も検討に加えた。
今年度、論文が受理されたカルス細胞から、扱いやすい淡水性の藻類へと対象生物を変更した。ここで、粒子の溶解量と藻類細胞による吸収量の物質量収支を解析した。その結果、溶液中に水和するイオン濃度を増加させるよりも、粒子を投与したほうが細胞内亜鉛濃度が高くなっていることを突き止めた。この要因として、フローサイトメーターにより、細胞近傍の粒子量の推定を行い、近傍には、粒子が凝集している可能性が高いことを見出した。
また、この藻類の葉緑体も高生産されており、同様の現象は、海洋性の藻類である褐虫藻でも見出した。加えて、レタス根においても、特有の吸収特性があることを見出しており、現在、条件の最適化を実施している。これらの結果から、酸化亜鉛ナノ粒子は広く植物細胞に高吸収されるミネラル源として利活用できることが期待される成果が得られた。
金属ナノ粒子は表面修飾することにより、その溶解性を制御できる。そこで、細胞の吸収特性に適した粒子設計法が構築できる可能性があると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度投稿中であった、植物の不定胚であるカルス細胞を用いた検討で、粒子から溶出した亜鉛イオンが高吸収され、葉緑体が高生産される現象について、発現遺伝子の特定にも至った成果であるが、論文が受理された。また、ユリ花粉細胞に対する同様の成果も、論文投稿中となっており、広く植物器官に、酸化亜鉛ナノ粒子の溶出イオンが吸収される可能性が高くなった。レタス根を用いた水耕栽培における、酸化亜鉛ナノ粒子のミネラル源としての利活用にも着手しており、研究が想定以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに、酸化亜鉛ナノ粒子が、植物の亜鉛源として施用できる基礎研究成果が得られている。今後は、当初計画にある他の必須ミネラルについても、溶出イオンの徐放性を制御したナノ粒子を生成し、成長促進現象の探索とそのメカニズム解析を実施する。
昨年度より検討を続けている、粒子製造メーカー、及び流通商社の協力を得ながら、必須ミネラルの施用技術を確立することを目標とする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響で、学会が開催中止となり、旅費が執行できなかった。状況を鑑みつつ、褐虫藻の生育機器の購入に充当することを予定している。
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