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イメージングと画像データベースによる陸上植物孔辺細胞の高CO2応答の細胞学的解析

公募研究

研究領域植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高CO2応答の包括的解明
研究課題/領域番号 22114505
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

馳澤 盛一郎  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40172902)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2011年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2010年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード植物 / 細胞・組織 / 環境調節
研究概要

本研究では陸上植物の高CO_2に対する細胞生物学的な応答機構を解明するため,シロイヌナズナを材料に用いて顕微鏡画像に基づいた網羅的な定量イメージング解析および画像データベース構築に取り組んだ.特に本年度は,採択初年度に立ち上げた高CO_2処理の実験系に基づき,高CO_2処理が気孔の密度と分布に及ぼす影響についての定量的解析と,気孔の分布変化との関連が示唆された細胞骨格系の一種である微小管についての可視化解析を実施した.
気孔の位置を正確かつ高効率に捉えるために孔辺細胞特異的にGFPを発現するシロイヌナズナ(Co1-0)のエンハンサートラップラインを材料とし,発芽後3-8日目における背軸側の子葉表皮の連続光学切片像を共焦点レーザー顕微鏡により取得した.なお,本研究で取得した画像は全て当研究室のホームページにて公開している(http://hasezawa.ib.ku-tokyo.ac.jp/lips/co2).一連の取得画像群から葉面積を測定したところ,高CO_2処理(1000ppm)により葉面積が増加する傾向が認められた.また,気孔の位置を自動抽出する独自の画像解析プログラムを用いて気孔の密度と分布を評価した.その結果,高CO_2処理により(1)気孔密度は顕著な変化が認められず,(2)最近傍にある気孔どうしの距離が狭まることがわかった.この気孔分布の変化は葉面積が3mm^2以上の比較的大きな子葉で顕著であったため,子葉の展開後に新たに発生した気孔の位置が乱れた可能性が考えられた.そこで,メリステモイドと孔辺母細胞が標識された株を観察したところ,高CO_2処理により既存の気孔に近い位置で新たな気孔が発生していることが確認された.

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Regulation of gemma formation in the copper moss Scopelophila cataractae by environmental copper concentrations2011

    • 著者名/発表者名
      野村俊尚、馳澤盛一郎
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: VOL.124 号: 5 ページ: 631-638

    • DOI

      10.1007/s10265-010-0389-3

    • NAID

      10029563873

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sucrose transporter NtSUT4 from tobacco BY-2 involved in plant cell shape during miniprotoplast culture2011

    • 著者名/発表者名
      Okubo-Kurihara E
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 123 号: 3 ページ: 395-403

    • DOI

      10.1007/s10265-010-0377-7

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic intracellular reorganization of cytoskeletons and the vacuole in defense responses and hypersensitive cell death2011

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠、来須孝光、馳澤盛一郎、朽津和幸
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 124巻 号: 3 ページ: 315-324

    • DOI

      10.1007/s10265-011-0408-z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Myosin-dependent endoplasmic reticulum motility and F-actin organization in plant cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Ueda, H., Yokota, E., Kutsuna, N., Shimada, T., Tamura, K., Shimmen, T., Hasezawa, S., Dolja, V.V., Hara-Nishimura, I.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 107 ページ: 6984-6899

    • NAID

      120002511346

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cobtorin target analysis reveals that pectin functions in the deposition of cellulose microfibrils in parallel with cortical microtubules.2010

    • 著者名/発表者名
      Yoneda, A., Ito, T., Higaki, T., Kutsuna, N., Saito, T., Ishimizu, T., Osada, H., Hasezawa, S., Matsui, M., Demura, T.
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 64 ページ: 657-667

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification and cluster analysis of actin cytoskeletal structures in plant cells : role of actin bundling in stomatal movement during diurnal cycles in Arabidopsis guard cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Higaki, T., Kutsuna, N., Sano, T., Kondo, N., Hasezawa, S.
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 61 ページ: 156-165

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 統計的画像処理による蛍光タンパク質の細胞内局在解析2012

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠、朽名夏麿、馳澤盛一郎
    • 学会等名
      日本植物生理学会第53回年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 植物細胞の顕微鏡画像マイニングのための繰返しクラスタリング法2012

    • 著者名/発表者名
      朽名夏麿、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • 学会等名
      日本植物生理学会第53回年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細胞骨格の可視化による植物細胞形態形成の解析2011

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠、朽名夏麿、秋田佳枝、湖城恵、佐野俊夫、馳澤盛一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(駒場)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ葉における表皮組織構築に関わる微小管の動態解析2011

    • 著者名/発表者名
      秋田佳枝、桧垣匠、朽名夏麿、馳澤盛一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(駒場)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 画像情報から植物を定量的に捉える2010

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠、馳澤盛一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第74回大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hasezawa.ib.k.u-tokyo.ac.jp/zp/hlab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hasezawa.ib.k.u-tokyo.ae.jp/zp/hlab/

    • 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: 2018-03-28  

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