2014 Fiscal Year Annual Research Report
樹幹へのミネラルの取り込みと移動経路のクライオＳＥＭ／ＥＤＸを用いた直接的解明
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25292110
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| Research Institution | Forestry and Forest Products Research Institute |
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Principal Investigator |
黒田 克史 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (90399379)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 柔細胞 / スギ / ミネラル / クライオ / SEM / EDX |
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| Outline of Annual Research Achievements |
樹木木部柔細胞は木部を構成する細胞のおよそ1～2割を占め、数年から数十年にわたり生活細胞として生存する特徴を持つ。木部柔細胞の機能の一つとしてミネラルの選択的輸送が考えられているが、その直接的証拠は得られていない。本研究では、木部柔細胞におけるミネラル輸送の実態を直接的に明らかにすることを目的とする。
本研究では、凍結試料を用いて樹体内ミネラルの局在を直接的に可視化するため、クライオＳＥＭ／ＥＤＸを用いた。この装置は、凍結状態の試料をそのまま観察し、観察部位の元素分析をすることができる。試料の採取と調整は前年度に検討した方法を用いた。
昨年度および今年度に採取したスギ試料を用いて、含まれるミネラル濃度をＩＣＰ－ＭＳで定量分析を行った。1週間ミネラルを注入した試料では、辺材の注入部、辺材の内側、移行材、心材外側で注入したミネラルが蓄積することが明らかになった。クライオＳＥＭ／ＥＤＸで細胞の部位ごとのミネラルの局在解析を行った結果、注入ミネラルが検出される部位はＩＣＰ－ＭＳによる結果と同様であることが明らかになった。さらに、注入ミネラルが直接移動した辺材部位では仮道管内腔の水分を含む木部全体でミネラルが検出されたのに対し、辺材内側では細胞壁では検出できたが仮道管内腔の水分では検出できなかった。これらの結果から、注入したミネラルは樹幹内で注入部位から内方へ移動して蓄積することが、実験的に明らかになった。
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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
スギ立木へのミネラルの注入実験を数回行い、注入ミネラル濃度、個体サイズ、年輪幅、注入時期等、いくつかの異なる条件で試料を作製できた。いずれも立木凍結法で採取し－80℃の超低温槽で保存しており、適宜解析に用いる準備ができた。
また、クライオＳＥＭ／ＥＤＸを用いた解析実験の条件検討を行い、分布解析が順調に進んでいる。
仮道管内腔の水に注入ミネラルが含まれるか否かという、凍結試料のクライオＳＥＭ／ＥＤＸを用いた実験ならではの結果も得られ始めており、ミネラル移動の実態の解明に向けて順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
採取した試料を用いて、クライオＳＥＭ／ＥＤＸ解析を進める。また、得られた結果をＩＣＰ－ＭＳによる定量分析の結果と照らし合わせながら、ミネラル移動の実態を調査する。
初年度の課題でも挙げた微量元素のマッピングについては、いくつか成功したものの成功例はまだ少ない。この部分についてはさらに条件検討を行っていく。
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