トマト体内の篩管配置の可視化と「篩管手術法」の開発
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22K19191
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | National Institutes for Quantum 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 (50609708)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 悠太 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, 研究員 (60855724)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 光合成 / 篩管 / 転流 / 光合成産物 / RIイメージング / 師管転流 / 可視化 / 炭素分配 |
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| Outline of Research at the Start |
農作物の収穫量を増すことは、葉での光合成作用の促進に加えて収穫部位への光合成産物の分配量を増すことを意味する。既存の栽培管理技術が地上部の生育・形態の視覚的情報を基に作られ普及されたように、体内の光合成産物の転流動態とその輸送経路（篩管）の配置を観測し、見える形にできれば、その輸送先と分配量を自在に制御できるはずである。本研究では、放射線イメージング技術を駆使して、まず光合成産物の輸送経路を見える化して、これを便りに果実以外へ流れる光合成産物を果実の方向に向かわせるように制御可能な増産技術として「師管手術」の創出に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、これまで確立した放射線イメージング技術でトマトの個別の葉から果房内の果実への光合成産物の転流過程と維管束の繋がりを連続的に可視化し、その画像データを参照して茎を通って果実または根に向かう維管束がそれぞれ茎のどの部位に該当するかを推定した。この情報を基に、茎の該当部位に対して幅約３ｍｍの彫刻刀で深さ約３ｍｍの切断傷を与えることで、果房を通り越して根に向かう光合成産物の流れを一時的に遮断する「篩管手術」方法の条件検討を行った。具体的には、まず光合成産物の転流を可視化した後、その流れ道（茎の一部）を切断し、再度転流を可視化することで遮断効果を検証した。切断箇所の検討は、果房を中心に葉と葉の間の茎（節間）の数か所に実施した。その結果、果房を中心にその上下の茎を切断することで果実への転流は減少、果房よりさらに下の葉の節間（茎）の一部を切断することで果実への転流は増加傾向を示した。切断後の茎の傷口（維管束組織）は、約1週間で接着されるが、そこを通る転流の回復は見られなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
想定した放射線イメージング実験の回数（実験配分）が減ったため、当初の予定よりやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、すでに確立したＸ線ＣＴとＰＥＴＩＳによる篩管転流イメージングを組み合わせて、維管束の繋がりの情報取得に加えて茎の切断箇所と手法の検討を進めると同時に、栽培試験を通して果実収量への影響を検証する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
