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環境を配慮した作物生育最適化のための定量的イメージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22248027
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 農業情報工学
研究機関東京大学

研究代表者

中西 友子  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30124275)

研究分担者 岩田 錬  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンタ, 教授 (60143038)
藤巻 秀  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (20354962)
山岸 順子  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (60191219)
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  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (30526471)
研究期間 (年度) 2010 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
31,980千円 (直接経費: 24,600千円、間接経費: 7,380千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2010年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
キーワードリアルタイムイメージング / アイソトープ / イネ / 養分元素 / マグネシウム28 / カドミウム109 / β線放出核種 / γ線放出核種
研究概要

植物の養分元素の動態をリアルタイムで計測するために養分元素の放射性同位体を用いたイメージング装置の開発を行った。平成22年度は装置の分解能ならびに感度向上、植物試料の調製法について検討を行った。使用するアイソトープから放出される放射線のエネルギーにより分解能ならびに感度が異なるため、まず、リン(P-32)について、β線を光に変換するシンチレータの種類、厚さを検討した。分解能を求めるため、放射性リンをインクと混合し格子状の標準試料をインクジェット印刷により調製することが可能となった。得られた画像を解析したところ、分解能が約50μmに向上したことが判った。シンチレータについてはテーパーフォスに蒸着させたものと、ガラス板に蒸着させたものを比較したが、テーパーフォスの方が感度・分解能共に高いことが示された。植物試料については、地上部に光を照射し、地下部は遮光させた状態で、根から吸収されたリン酸が地上部へ移行するイメージングが可能となった。イネについては、土壌に生育させた場合と水耕液に生育させた場合のリン酸吸収動態のリアルタイム画像の比較を行うことが初めて可能となった。暗いところから明るいところまでイメージングすることは蛍光イメージングでは不可能であること、また土壌や溶液の中の化学物質の動態をリアルタイムで可視化させたことは初めての成果であり、現在論文を準備中である。リン酸吸収動態の連続画像を解析した結果、水耕栽培の場合には土壌栽培と比較してイネの吸収量は10-30倍高くまた生育もはるかに良いことが判ったまた土壌栽培の場合には根近傍土壌中のリン酸のみが根に供給されていることが示された。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (14件)

  • [学会発表] リン酸吸収部位の違いから見る植物体内でのリン酸輸送解析2011

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      52回日本植物生理学会年
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2011-03-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Water Specific Movement and Imaging in Plants Applying Radiation and Radioisotopes2010

    • 著者名/発表者名
      中西友子
    • 学会等名
      Workshop on Information, Nano and Photonics Technology 2010
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2010-12-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 総合討論原子力・放射線の有効利用に向けた先導的研究の推進2010

    • 著者名/発表者名
      中西友子
    • 学会等名
      -パネルディスカッション-公開シンポジウム「原子力・放射線の有効利用に向けた先導的研究の推進」
    • 発表場所
      日本学術会議講堂(東京)
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 植物と水2010

    • 著者名/発表者名
      中西友子
    • 学会等名
      日本機能水学会第9回学術大会
    • 発表場所
      琵琶湖ホテル(滋賀) 特別講演
    • 年月日
      2010-10-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Application Radioisotopes in Plant Research2010

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi, T.M
    • 学会等名
      Congress on Radioisotope and Radiation Utilization in China, Japan and Korea 2010
    • 発表場所
      China International Science & Technology Convention Center (北京)
    • 年月日
      2010-10-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 放射線ならびにアイソトープを駆使した植物生理学の研究2010

    • 著者名/発表者名
      中西友子
    • 学会等名
      2010日本放射化学会年会・第54回放射化学討論会学会賞受賞講演
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イネ植物体中におけるカドミウム分布可視化技術の検討-109Cdの放射線種特性に着目した画質向上の試み-2010

    • 著者名/発表者名
      広瀬農
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2010年大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナタネにおける元素の動態解析2010

    • 著者名/発表者名
      石橋弘規
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2010年大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイムRIイメージングシステムを用いたリン酸吸収時の根圏イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2010年大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ^<35>S標識還元型グルタチオンを葉面塗布した場合の^<35>Sの植物個体内動態2010

    • 著者名/発表者名
      石橋弘規
    • 学会等名
      第47回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都)
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイムイメージングシステムを利用した植物体内のリン酸トレーサ動態解析2010

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      第47回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都)
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能解析ならびにリアルタイム解析(パネル討論「アイソトープ・放射線で植物の何を明らかにできるのか?」)2010

    • 著者名/発表者名
      田野井慶太朗
    • 学会等名
      第47回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都)
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Real-time Imaging of Inorganic Phosphate Movement in a Plant through a New System Developed2010

    • 著者名/発表者名
      KannoS
    • 学会等名
      Workshop on Nuclear Engineering(東京大学における精華大学ウィーク)
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-05-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [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リン酸輸送機構の解析2010

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      東京大学生命科学ネットワークシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-05-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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