作物の水利用効率の改善のための新規イメージング法を用いた蒸散と物質動態の基礎研究

• 研究課題/領域番号: 19208023
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業環境工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中西 友子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30124275)
• 研究分担者: 田野井 慶太朗 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (90361576) ; 山脇 正人 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任助教 (30526471) ; 頼 泰樹 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30503099) ; 飯山 賢治 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 理事長 (60012077) ; 鈴木 和年 独立行政法人放射線医学総合研究所, 上席研究員 (90162932)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円); 2009年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2008年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2007年度: 31,460千円 (直接経費: 24,200千円、間接経費: 7,260千円)
• キーワード: 水動態 / 物質動態 / アイソトープイメージング / イメージング装置開発 / 元素動態 / リアルタイムイメージング / 水分保持 / 植物 / ^<15>O / ダイズ / 水の定量

研究概要

植物がどのように水および養分元素を吸収するかについて、放射性同位元素を利用して調べた。水動態については、半減期が僅か2分の酸素15で標識して植物に吸収させたところ、導管から多量の水が周辺組織に漏れだしまた導管に戻るという水循環を証明することができた。養分元素についてもリアルタイムでどのように植物が吸収し体内を移行させるかを可視化解析できる装置を開発した。また乾燥耐性であるササゲを用い水保持機構について検討を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Double-Tracer Radiography with Sulfur-35 and Phosphorus-32 Using Imaging Plates in Grassica napus L (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, H., Yamawaki, M., Hirose, A., Noda, A., Kanno, S., Saito, T., Masuda, S., Seyama, S., Tanoi, K., Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 59 ページ: 75-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of ^<109>Cd Detection Performance of a Real-Time RI Imaging System for Plant Research (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamawaki, M., Hirose, A., Kanno, S., Ishibashi, H., Noda, A., Tanoi, K., Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: RADIOASOTOPES 59 ページ: 155-162
  • NAID: 10026244503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydration process of fish analyzed by neutron beam imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanoi, K., Hamada, Y., Seyama, S., Saito, H., Iikura,H., Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A605 ページ: 179-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] The development of real-tiem RI imaging system for plant under light environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamawaki, M., Kanno, S., Ishibashi, H., Noda, A., Hirose, A., Tanoi, K., Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 282(1) ページ: 275-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of ion uptake from root to above-ground part of the plant using conventional beta-ray emitters (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, T. M., Yamawaki, M., Kanno, S., Nihei, N., Masuda, S., Tanoi, K.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 282(1) ページ: 265-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of ^<32>P translocation in soybean plans (2009)
  • 著者名/発表者名: Kanno, S., Tanoi, K., Nakanishi, T. M.
  • 雑誌名: Radioisotopes 58(11) ページ: 743-747
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイズ地上部におけるリン酸移行のリアルタイムイメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅野里美、田野井慶太郎、中西友子
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 58 ページ: 743-747
  • NAID: 10026243969
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Development of Real-time RI Imaging System for Plant under Light Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamayaki, M., Kannno, S., Ishibashi, H., Noda, A., Hirose, A., Tanoi, K., Nakanishi, T.M.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical & Nuclear Chemistry 282 ページ: 275-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the Rate of ^<18>F-Labeled Water Movement to the Leaf and its Association with Water Relations in Acid Soil-Tolerant Rice Varieties (2009)
  • 著者名/発表者名: Kang, D-J, Nakanishi, T.M., Kume, T, Ishii, R.
  • 雑誌名: H.Crop.Sci.Biotech. 12 ページ: 257-261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of ion uptake from root to above-ground part of the plant using conventional beta-ray emitters (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, T.M., Yamawaki, M., Kanno, S., Nihes, N., Masuda, S., Tanoi, K.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical & Nuclear Chemistry 282 ページ: 265-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Real-time Autoradiography System to Analyze the Movement of the Compounds Labeled with β-ray Emitting Nuclide in a Living Plant (2008)
  • 著者名/発表者名: Rai, H., Kanno, S., Hayashi, Y., Ohya, T., Nihei, N., Nakanishi, T. M.
  • 雑誌名: Radioisotopes 57(5) ページ: 287-294
  • NAID: 10021071730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Fluorescent Microscope Combined with a Real-time Autoradiography System (2008)
  • 著者名/発表者名: Rai, H., Kanno, S., Hayashi, Y., Nihei, N., Nakanishi, T. M.
  • 雑誌名: Radioisotopes 57(6) ページ: 355-360
  • NAID: 10021071890
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Analysis of Long-Distance Water Transport in the Soybean Stem Using H_2^<15>O (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohya, T., Tanoi, K., Hamada, Y., Okabe, H., Rai, H., Hojo, J., Suzuki, K., Nakanishi, T. M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology vol. 49(5) ページ: 718-729
  • NAID: 10027330978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dvelopment of a Real-time Autoradiography System to Analyze the Movement of the Compounds Labeled with 6-ray Emitting Nuclide in a Living Plant (2008)
  • 著者名/発表者名: Rai. H, Kanno. S, Hayashi. Y, Ohya. T, Nihei. N and Nakanishi. T.M
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 57 ページ: 287-294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Fluorescent Microscope Combined with a Real-time Autoradiography System (2008)
  • 著者名/発表者名: Rai. H, Kanno. S, Hayashi. Y, Nihei. N and Nakanishi. T.M
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 57 ページ: 355-360
  • NAID: 10021071890
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Analysis of Direct Alanine Uptake by Rice Seedlings (2008)
  • 著者名/発表者名: Nihei. N, Masuda. S, Rai. H and Nakanishi. T.M
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 57 ページ: 361-366
  • NAID: 10021071895
• [雑誌論文] An Analysis of Long-Distance Water Transport in the Soybean Stem Using H2150 (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohya. T, Tanoi. K, Hamada. Y, Okabe. H, Rai. H, Hojo. J, Suzuki. K and Nakanishi. T.M
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 49 ページ: 718-729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of real-time autoradiography system to analyze the movement of the compounds labeled by β-ray emitting nuclide in a living plant (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Rai, Satomi Kanno, Yoshi1ake Hayashi, Tomoyuki Ohya, Naoto Nihei, Tomoko. M. Nakanishi
  • 雑誌名: Radioisotopes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a fluorescent microscope combined with a real-time autoradiography system (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Rai, Satomi Kanno, Yoshitake Hayashi, Naoto Nihei, Tomoko. M. Nakanishi
  • 雑誌名: Radioisotopes
  • NAID: 10021071890
  • 査読あり
• [学会発表] 油糧用ナタネ(Brassica napus L.)における元素のイメージング分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石橋弘規, 野田章彦, 田野井慶太郎, 中西友子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] リアルタイムRIイメージングシステムを利用したミヤコグサ体内のリン酸イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅野里美, 山脇正人, 田野井慶太郎, 中西友子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 植物試料における定量的なリアルタイムRIイメージング装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山脇正人, 菅野里美, 田野井慶太郎, 中西友子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] リアルタイムRIイメージングシステムを利用したミヤコグサのリン酸輸送機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅野里美, 山脇正人, 田野井慶太郎, 中西友子
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 植物におけるリン酸の吸収動態のリアルタイムイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西友子
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Application of radioisotope and radiation to plant research (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, T.M
  • 学会等名: 3rd Joint International Symposium on Nuclear Scienceand technology
  • 発表場所: Shanghai Jiao Tong University (中国)
  • 年月日: 2010-01-04
• [学会発表] 今後のイメージング・微量分析の展開について (2009)
  • 著者名/発表者名: 中西友子
  • 学会等名: シンポジウム「ARC MLFの相補的利用によるイメージング・微量分析の新展開」
  • 発表場所: 原子力機構テクノ交流館「リコッティ」(茨城県)
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Application of radioisotope measurement for plant study : from activation analysis to radioisotope imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Asian Pacific Symposium on Radioanalytical Chemistry
  • 発表場所: Napa, USA
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] Application of Radioisotope Measurement for Plant Study-From Activation Analysis to Radioisotope Imaging- (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, T.M
  • 学会等名: APSORC'09 (Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry)
  • 発表場所: Napa (USA)
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] A Study of 32P-Phosphate Uptake in a Plant Using a Real-Time RI Imaging System (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamawaki, M
  • 学会等名: APSORC'09 (Asia-Pacific Symposium on Radio-chemistry
  • 発表場所: Napa (USA)
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] 植物におけるリアルタイムRIイメージング装置の開発とその応用イネ育成における水田土壌と水耕の比較観察等の測定手法の紹介 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山脇正人、菅野里美、石橋弘規、野田章彦、広瀬農、田野井慶太郎、中西友子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] ナタネにおける元素のイメージング分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石橋弘規、野田章彦、山脇正人、田野井慶太郎、中西友子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] The development of Real-time Imaging System for Plant under Light for Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamawaki, M
  • 学会等名: Methods and Applications of Radioanalytical Chemistry VIII (Marc VIII)
  • 発表場所: Kona (Hawaii USA)
  • 年月日: 2009-04-07
• [学会発表] Real-time imaging of ion uptake from root to above-ground part of the plant using conventional beta-ray emitters (2009)
  • 著者名/発表者名: T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Methods and Applications of Radioanalytical Chemistry, MARC VIII
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2009-04-06
• [学会発表] リアルタイムRIイメージングシステムの光環境下測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山脇正人, 菅野里美, 田野井慶太郎, 中西友子
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] 植物試料における定量的なリアルタイムRIイメージング装置の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山脇 正人, 菅野 里美, 田野井 慶太朗, 中西 友子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] Development of Radioisotope Imaging Systems for Plants (2008)
  • 著者名/発表者名: T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Intl. Symposium of Imaging
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Development of Radioisotope Imaging Systems for Plants (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi. T.M
  • 学会等名: 39th NIPS lnternational Symposiium & 7th OIB Symposium, Frontiers of Biological Imaging
  • 発表場所: 岡崎(日本)
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] 植物生理研究への利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中西 友子
  • 学会等名: 第45回アイソトープ・放射線研究発表会パネル討論
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-02
• [学会発表] ラジオアイソトープを用いた植物体内での物質動態イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 頼 泰樹、二瓶 直登、増田 さやか、中西 友子
  • 学会等名: グローバルCOEポスター発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-04-14
• [学会発表] 植物生理分野でのRI画像応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中西 友子
  • 学会等名: 第5回新しいアイソトープの利用等に関する作業グループ(日本アイソトープ協会)
  • 発表場所: 東京(日本)
  • 年月日: 2008-04-09
• [学会発表] Application of neutron activation analysis in plant research (2007)
  • 著者名/発表者名: T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Modern Tends in Activation Analysis, MTAA 12
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Real-Time Imaging of Water and Elements in a Living Plant (2007)
  • 著者名/発表者名: T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Int. Symposium of Japanese Soc of Agricultural, Biological and Environmental Engineers and Scientists
  • 発表場所: Sakai, Japan
• [学会発表] Real-time autoradiography of labeled compounds in a living plant (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Rai, S. Kanno, Y. Hayashi, T. Ohya, K. Tanoiand T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Plant Biology & Botany 2007
  • 発表場所: USA Chicago
• [学会発表] S. Kanno, H. Rai, Y. Hayashi, K. Tanoi and T. M. Nakanishi (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kanno, H. Rai, Y. Hayashi, K. Tanoi and T. M. Nakanishi
  • 学会等名: Plant Biology & Botany 2007
  • 発表場所: USA Chicago
• [図書] 放射線を利用した植物の診断、ポジトロンイメージングの研究成果、中性子線の利用、放射性トレーサーの利用In:食品・農業分野の放射線利用(林徹編集) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中西友子
  • 出版者: 幸書房