超高感度RIイメージング検出系を用いた植物生長調節物質の動態解析

• 研究課題/領域番号: 15H04493
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物有機化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田野井 慶太朗 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90361576)
• 研究分担者: 矢崎 一史 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (00191099) ; 高梨 功次郎 信州大学, 先鋭領域融合研究群山岳科学研究所, 助教(特定雇用) (10632119) ; 小林 奈通子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60708345) ; 杉田 亮平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (60724747) ; 廣瀬 農 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任講師 (90708372)
• 連携研究者: 浅見 忠男 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 教授 (90231901) ; 中村 英光 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助教 (40724191) ; 岡田 憲典 東京大学, 生物生産工学研究センター, 准教授 (20312241) ; 中西 友子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特任教授 (30124275)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: アイソトープイメージング / 植物生長調節物質 / 生理活性物質イメージング

研究成果の概要

本研究では、植物ホルモンであるオーキシンを放射性同位体で標識し、その分布様式をライブイメージング法および高解像度可視化法での検出を試みた。その結果、ライブイメージング法ではシロイヌナズナの根において、葉から根へ輸送されるオーキシンを経時的に捉えることに成功した。続いて、高解像度解析では、凍結切片を作成した後、ラジオルミノグラフィおよびオートラジオグラフィを用いてオーキシン分布を可視化し、維管束や維管束間組織のオーキシン分布を可視化することに成功した。以上の取り組みにより、植物ホルモンの分布情報を得るための手法として、放射性同位体を用いたイメージング解析が有効な方法の1つであることを示せた。

研究成果

• [雑誌論文] T-DNA Tagging-Based Gain-of-Function of OsHKT1;4 Reinforces Na Exclusion from Leaves and Stems but Triggers Na Toxicity in Roots of Rice Under Salt Stress (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuuka Oda, Natsuko I. Kobayashi, Keitaro Tanoi, Jian Feng Ma, Yukiko Itou, Maki Katsuhara, Takashi Itou. Tomoaki Horie
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 19 号: 1 ページ: 235-235
  • DOI: 10.3390/ijms19010235
  • NAID: 120007099652
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of different Cs concentrations on overall plant growth and Cs distribution in soybean (2018)
  • 著者名/発表者名: Nihei, N.; Tanoi, K.; Nakanishi, T. M
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 21 号: 1 ページ: 26-31
  • DOI: 10.1080/1343943x.2018.1429219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of how light changes affect ion movement in rice plants using a real-time radioisotope imaging system (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugita, R., Kobayashi, N.I., Hirose, Iwata, R., Suzuki, H., Tanoi, K., and Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 717-723
  • DOI: 10.1007/s10967-017-5193-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Kim JM, To TK, Matsui A, Tanoi K, Kobayashi NI, Matsuda F, Habu Y, Ogawa D, Sakamoto T, Matsunaga S, Bashir K, Rasheed S, Ando M, Takeda H, Kawaura K, Kusano M, Fukushima A, Endo TA, Kuromori T, Ishida J, Morosawa T, Tanaka M, Torii C, Takebayashi Y, Sakakibara H, Ogihara Y, Saito K, Shinozaki K, Devoto A, Seki M
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 3 号: 7 ページ: 17097-17097
  • DOI: 10.1038/nplants.2017.97
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] OsHKT1;5 mediates Na+ exclusion in the vasculature to protect leaf blades and reproductive tissues from salt toxicity in rice (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Natsuko I.、Yamaji Naoki、Yamamoto Hiroki、Okubo Kaoru、Ueno Hiroki、Costa Alex、Tanoi Keitaro、Matsumura Hideo、Fujii-Kashino Miho、Horiuchi Tomoki、Nayef Mohammad Al、Shabala Sergey、An Gynheung、Ma Jian Feng、Horie Tomoaki
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 91 号: 4 ページ: 657-670
  • DOI: 10.1111/tpj.13595
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ダイズ子実中のセシウムの濃度分布 (2017)
  • 著者名/発表者名: Nihei, N.; Sugiyama, A.; Ito, Y.; Onji, T.; Kita, K.; Hirose, A.; Tanoi, K.; Nakanishi, T. M
  • 雑誌名: ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＳ 巻: 66 号: 7 ページ: 235-242
  • DOI: 10.3769/radioisotopes.66.235
  • NAID: 130005773748
  • ISSN: 0033-8303, 1884-4111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fine-tuning of auxin homeostasis governs the transition from floral stem cell maintenance to gynoecium formation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, N., Huang, J., Xu, Y., Tanoi, K., and Ito, T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1125-1125
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01252-6
  • NAID: 120006364326
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] イメージングプレートを用いた植物体内における14C、32Pのダブルトレーサ法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川隆宏; 杉田亮平; 中西友子; 田野井慶太朗
  • 学会等名: 第53回アイソトープ研究発表会
• [学会発表] 放射性トレーサーを用いた植物における物質分布の可視化技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田野井慶太朗
  • 学会等名: 第12回トランスポーター研究会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Radioactive Caesium distribution and movement revealed by RI imaging technique we are devewloping (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, T.M.; Sugita, R.; Kobayashi, N.I.; Nihei, N.; Hirose, A.; Tanoi, K
  • 学会等名: IOCBTE 2017
• [学会発表] Radiocaesium translocation to rice grain under different potassium condition (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanoi, K.; Shiomi, S.; Nobori, T.; Takagi, H.; Fukuda, Y.; Kobayashi, N.I.; Nakanishi, T.M.
  • 学会等名: IOCBTE 2017
• [学会発表] Novel function of potassium and cesium channel, SKOR, involved in dormancy-induced nutrient re-allocation in poplar (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, J.; Noda, Y.; Nihei, N.; Hirose, A.; Tanoi, K.; Satoh, S
  • 学会等名: IPNC 2017
• [学会発表] Live imaging of ion movement in plants by Real-Time Radioisotope Imaging System (RRIS) (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugita, R.; Kobayashi, N.I.; Hirose, A.; Tanoi, K.; Nakanishi, T.M.
  • 学会等名: IPNC 2017
• [学会発表] 凍結切片法による植物根における45Ca、35Sの分布解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木下慶生; 根岸辰成; 廣瀬 農; 小林奈通子; 中西友子; 田野井慶太朗
  • 学会等名: 第53回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂（東京都 文京区）
  • 年月日: 2016-07-06
• [学会発表] 凍結切片作製による植物根端の3H標識オーキシン分布の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 根岸 辰成; 廣瀬 農; 田野井 慶太朗; 中西 友子
  • 学会等名: 第52回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂（東京都 文京区）
  • 年月日: 2015-07-09