| 研究課題/領域番号 |
23K23588
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02323 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39020:作物生産科学関連
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| 研究機関 | 高知工科大学 (2024)
名古屋大学 (2022-2023) |
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研究代表者 |
大井 崇生 高知工科大学, 理工学群, 准教授 (60752219)
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| 研究分担者 |
小林 英和 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 西日本農業研究センター, 上級研究員 (60360450)
高橋 宏和 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (50755212)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | イネ / 蒸散 / 高温障害 / 塩腺 / 3D解析 / 核内倍加 / 走査型電子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
イネ表皮に存在する小型の毛状突起（小毛）からの排水という現象に着目し、その機能形態と制御機構を解明する。活発に排水を行う籾表面の小毛と、不活性な葉表面の小毛について連続切片-電子顕微鏡法によって細胞内全体の微細構造を三次元再構築して3D観察し、各構造の出現頻度や体積等を定量比較する。また、細胞活性に影響するとされる核内倍加の程度をフローサイトメーター等で調査するとともに、小毛細胞をレーザーマイクロダイセクションで切り出してトランスクリプトーム解析を行い、排水機能に関わる遺伝子群を同定する。本研究は、気孔を介さない未知の排水機構を解明するもので、イネの高温障害対策等にも繋がると期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、イネ表皮上の小毛について排水器官としての機能形態とその制御機構を解明することを目的とする。
供試イネ品種‘日本晴’を栽培し、籾、葉鞘、葉身の着目部位ごとに、小毛の解析を行うための組織観察を行い、特に小毛を構成する細胞の核内倍加状態の比較を実施した。併せて、塩分を含み蒸発しにくい排水を行う小毛を持つ耐塩性イネ科牧草ローズグラスにおける葉組織の核内倍加の調査結果を国際学術誌に発表した。（担当：小林）
小毛の三次元形態解析については、昨年度に大まかに確立した卓上SEMによる連続切片からの組織・細胞構造の三次元再構築法をさらに改良した。特にウルトラミクロトームから切片を回収する段階で、理化学研究所で開発された補助具（若崎ら 2023 顕微鏡）を用いて昨年度までの手法よりも100枚以上を安定して回収する作業行程を確立した。その他、卓上SEMを活用した組織・細胞内部構造の観察手法を関連する学会や研究集会で広く普及することに努め、国内学術誌へ計2報の発表を行った。（担当：大井）
この他、共焦点レーザー顕微鏡を用いての組織・細胞の3D形態解析の手法についてまとめた論文と、小毛の機能が葉の表側と裏側で異なるイネ科のシバの電子顕微鏡による観察事例についてまとめた論文について、それぞれを国際学術誌にて発表した。（担当：大井）
以上のように、当該研究を遂行するにあたり技術面や生物学的知見の整理が行われ、今後の発展が期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究代表者・大井の2024年度からの異動のため、本年度後半は学内業務の引継ぎと異動後の準備に追われ、大井担当分の研究計画には遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
小毛の3D形態解析については、進捗に遅れが生じているが、異動後の高知工科大学の充実した電子顕微鏡施設を利用することで巻き返しを図る（代表者・大井）。
核内倍加に関しては引き続き調査を進め、イネでの解析結果の論文取りまとめを進める（分担者・小林）。
トランスクリプトーム解析については、引き続きレーザーマイクロダイゼクションによるサンプリンングの条件検討を行い、その後の遺伝子発現解析に必要なデータベースを整理を進める（分担者・高橋）。
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