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2019 年度 実績報告書

リグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03959
研究機関名古屋大学

研究代表者

福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)

研究分担者 松下 泰幸  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60335015)
青木 弾  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (80595702)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードTOF-SIMS / 前駆物質 / 貯蔵 / 定量分析 / イメージング分析
研究実績の概要

飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)によって不均一な生体組織あるいは複合材料中における微量成分の定性的な分布評価が可能である。申請者はこれまでに、急速凍結させた試料を連続的に切削することにより、細胞(細胞壁)内にあるがままに存在するあらゆる構成成分の三次元分布を、分子レベルで可視化する複合装置(クライオTOF-SIMS/SEM システム)を世界に先駆けて開発してきた。本研究ではリグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明を目的とし、凍結した植物試料内での様々な化合物の動態可視化を試みる。
(1)二次木部の各種組織の木化における同種・異種細胞間の相互作用
樹木二次木部ではほとんどの細胞が木化するため、二次壁の木化に必要な多量のリグニン前駆物質が周辺細胞から供給される可能性は低く、液胞内に貯蔵された前駆物質が用いられるか、形成層付近の若い同種細胞から放射組織経由で供給されることが想定される。今年度は特に姿勢制御応答として生じる特異な化合物に焦点を当て、その輸送・消費状況を追跡し、新たな知見が得られた。
(2)微量成分・高分子量成分を対象とした新規イメージング法の開発
生体試料内には様々な微量有機成分ならびに高分子成分が含まれているが、従来のTOFSIMS法では分析の難しい化合物も多い。そこで従来法では分析困難であった成分を対象とした新規イメージング法の開発に取り組んだ。結果より、これまで通常の前処理手段ではイメージング分析において検出困難であった糖類および脂質類について、可視化手法を改善することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

樹木姿勢制御に関わる重要な化合物について知見が得られたこと、ならびにこれまでの可視化手法を改善できたことから、当初計画の目標に対しておおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今年度の成果をより発展させ、植物中の各種化合物の動態に迫る。また特に、新規イメージング手法では、今年度の成果に基づく発展アイディアを着想しており、実証に取り組む。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 深浸潤処理木材中における亜鉛および有効成分の飛行時間形二次イオン質量分析による分布可視化Distribution of Zn and active ingredients in deep penetration treated wood samples as observed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry2020

    • 著者名/発表者名
      青木 弾, 岡田 真広, 茂山 知己, 須貝 与志明, 福島 和彦
    • 雑誌名

      木材保存

      巻: 46 ページ: 30-39

    • DOI

      10.5990/jwpa.46.30

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 凍結試料のイメージング質量分析2019

    • 著者名/発表者名
      青木弾、松下泰幸、福島和
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 57 ページ: 743-748

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic distribution of syringin in freeze-fixed Syringa vulgaris stems2019

    • 著者名/発表者名
      D. Aoki, W. Okumura, T. Akita, Y. Matsushita, M. Yoshida, Y. Sano, and K. Fukushima
    • 雑誌名

      Plant Direct

      巻: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/pld3.155

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unexpected polymerization mechanism of dilignol in the lignin growing2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsushita, Y. Oyabu, D. Aoki, K. Fukushima
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 6 ページ: 190445

    • DOI

      10.1098/rsos.190445

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of ring-5 structures of guaiacyl lignin in Ginkgo biloba L. using solid- and liquid-state 13C NMR difference spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      D. Aoki, K. Nomura, M. Hashiura, Y. Imamura, S. Miyata, N. Terashima, Y. Matsushita, H. Nishimura, T. Watanabe, M. Katahira, K. Fukushima
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 73 ページ: 1083-1092

    • DOI

      10.1515/hf-2019-0011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in enzymatic dehydrogenative polymerization of dilignols using horseradish peroxidase and crude enzyme obtained from Japanese cypress (Chamaecyparis obtusa)2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsushita, D. Baba, D. Aoki, K. Fukushima
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 65 ページ: 29

    • DOI

      10.1186/s10086-019-1809-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct mapping of hydrangea blue-complex in sepal tissues of Hydrangea macrophylla2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, D. Aoki, K. Fukushima, K. Yoshida
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 5450

    • DOI

      10.1038/s41598-019-41968-7

    • 査読あり
  • [学会発表] イチョウ “Basal Chichi” の構造とprotoxylem2020

    • 著者名/発表者名
      樋口 晴一,吉田 正人,青木 弾,松下 泰幸,福島 和彦
    • 学会等名
      第70回日本木材学会
  • [学会発表] 酵素的脱水素重合におけるリグニン炭水化物複合体(LCC)の挙動解析2020

    • 著者名/発表者名
      清水 公暁,松下 泰幸,青木 弾,福島 和彦
    • 学会等名
      第70回日本木材学会
  • [学会発表] 芳香族アルデヒドを出発としたビニルポリマーの合成と物性評価2020

    • 著者名/発表者名
      戸田 康介,徳川 勝洋,青木 弾,松下 泰幸,三木 恒久,関 雅子,松尾 美幸,福島 和彦
    • 学会等名
      第70回日本木材学会
  • [学会発表] 植物細胞壁形成に関わる化合物の日周期2020

    • 著者名/発表者名
      高田 駿介,青木 弾,松下 泰幸,福島 和彦
    • 学会等名
      第70回日本木材学会
  • [学会発表] 粘着フィルムを用いた凍結切片作製ならびに貫通孔ポーラスアルミナ薄膜による垂直抽出を利用した植物生体成分の二次イオン質量分析2019

    • 著者名/発表者名
      藤安隼也、青木弾、松下泰幸、吉田正人、福島和彦、小谷政弘
    • 学会等名
      2019年度木材学会中部支部大会
  • [学会発表] Conversion of byproduct lignin generated during bioethanol generation from woody biomass into plant growth promotor2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, T. Kawai, Y. Matsushita, Y Inukai, D. Aoki, K. Fukushima
    • 学会等名
      The 1st International Lignin Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of Monolignol Glucosides in Pinus thunbergii Compression and Opposite woods2019

    • 著者名/発表者名
      D. Aoki, N. Maeda, Y. Matsushita, M. Yoshida, K. Fukushima
    • 学会等名
      The 1st International Lignin Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Fascinated reaction of dilignol during enzymatic dehydrogenative polymerization -Radical transfer system and new reaction site of β-5 dilignol-2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Matushita, C. Ko, M. Okayama, D. Baba, Y. Oyabu, D. Aoki, K. Fukushima
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Wood, Fiber, and Pulping Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic distribution of monolignol glucosides in plants as observed by cryo-time-of-flight secondary ion mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      D. Aoki, Y. Hanaya, W. Okumura, N. Maeda, T. Akita, Y. Matsushita, M. Yoshida, Y. Sano, K. Kuroda, K. Fukushima
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Wood, Fiber, and Pulping Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] アルカリ蒸解におけるピノレジノール類の挙動2019

    • 著者名/発表者名
      Bill Mangindaan,松下泰幸,青木弾,福島和彦
    • 学会等名
      第86回紙パルプ研究発表会
  • [学会発表] クロマツあて材におけるモノリグノール類の分布とリグニンの構造に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      前田直樹、青木弾、松下泰幸、吉田正人、福島和彦
    • 学会等名
      第86回紙パルプ研究発表会
  • [学会発表] 深浸潤処理木材中における亜鉛化合物および有効成分の浸透・拡散評価2019

    • 著者名/発表者名
      青木弾, 岡田真広, 茂山知己, 須貝与志明, 福島和彦
    • 学会等名
      日本木材保存協会 第35回年次大会
  • [備考] 名古屋大学 森林化学研究室

    • URL

      http://forestchem.sakura.ne.jp/

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公開日: 2021-12-27  

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