| 研究課題/領域番号 |
21K05854
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
安保 充 明治大学, 農学部, 専任准教授 (00272443)
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| 研究分担者 |
藤井 紳一郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10415739)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | アポプラスト / ROS / 植物根 / モニタリング / アポプラストROS / ストレスモニタリング / apoplast / plant chip / monitoring |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物根アポプラストの活性酸素種(ROS)の経時的モニタリングにより，植物の生育状態の把握を試みる研究である。
モニタリング対象として，1) ストレス負荷なし: 恒常的放出型，2)エリシター刺激：一過的放出型，3) 塩ストレス，金属ストレス：阻害的 / 誘導的放出型を設定し，モニタリング結果を類型化する。
また，葉面など根以外の箇所へのストレス負荷やストレスの強度により放出プロファイルが変化するのかについても調べる。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、植物根アポプラストROSの経時的変化によるストレス応答の計測を目的とする。植物根の培養液にROS蛍光プローブを加えたものをフロー系で送液し定点観測する方法と、根端をイメージングして経時的蛍光変化を画像処理から計測する方法の2手法を用いて、実験の再現性の確認と現象計測の評価を行った。その結果、ダイズを用いたフロー系の実験系で、塩ストレス(NaCl)、有害金属ストレス(Cd)において、ストレス負荷から15-30分間の時間軸に対するROSの放出パターンの違いが確認できた。また、塩ストレスでは、ストレス強度によりROSの放出パターンが異なることがわかった。これらの結果は2手法いずれでも確認できた。
一方、植物種によるアポプラストROSの放出量の違いに関してバッチ型の系を用いて、チシャは発芽後約1週間、シロイヌナズナは約20日間栽培した個体を、1個体、1時間インキュベートした溶液をHPLCで分析した。その結果、ROSの蛍光ピーク面積は、ダイズに比べてチシャは約1/100、シロイヌナズナは約1/30であることがわかった。一方フローの系では蛍光のシグナル変化を確認することができなかった。
そこで、この蛍光物質の拡散を抑えて短時間の変化を計測する系として、ポリビニルアルコールとホウ酸錯体によるゲルを作製し、イメージングする系を検討した。検討の結果、蛍光プローブの拡散が抑えられ、ストレス応答を5分おきに30分まで経時的イメージングすることにより解析することが可能となった。
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