| 研究課題/領域番号 |
18K05758
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
竹内 美由紀 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (20378912)
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| 研究分担者 |
則定 真利子 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 准教授 (00463886)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 木部形成 / 細胞壁 / 二次イオン質量分析法 / 同位体イメージング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、樹木内における炭素の動きに注目し、光合成により吸収した炭素の移動と木部細胞壁への固定という観点から木部形成過程を理解することを目指す。炭素の安定同位体である13Cで標識した二酸化炭素（13CO2）を樹木に一時的に与え、投与した13Cが木部に移動し細胞壁成分に代謝され細胞壁に輸送されて、木部形成に使われる過程を追跡する。
2018年度は13CO2投与のタイミングおよび投与後の生育期間を変えて採取した試料について、主に安定同位体質量分析計(IR-MS)測定による分析を行った。ポプラ（Populus alba x P. grandidentata）のシュートを試料とし、明期初期あるいは後期の2時間、13CO2投与を行った。試料の採取はそれぞれ投与後4時間から30時間とした。採取した試料は、葉、師部、木部に分けた他、葉と木部は細胞壁、デンプン、可溶性成分に分離してそれぞれの画分の13C比を測定し、木部形成中の樹体内で、光合成によって吸収された炭素がどのように移動していくのかを調べた。
また二次イオン質量分析法(SIMS)を用いた標識13Cの細胞レベルでのマッピングにより、組織や細胞内での標識13C分布を測定するためのサンプル調製法の検討を開始した。本研究では、可溶性画分に含まれる標識13Cの可視化を目標としている。凍結乾燥と樹脂包埋により調製した試料では、師部の細胞や木部放射柔細胞中に可溶性の成分として存在していたと考えられる標識13Cを検出することができた。
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| 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
2018年度には、主に、研究計画では2年目以降に予定していた種々の13Ｃ標識試料の調製とそのIR-MS測定を行った。最終的にはSIMSによる標識13CイメージングとIR-MS測定による全体的な量や分布を合わせて標識13Cの分布や移動を評価することを予定しているが、13Cイメージング用試料調製の評価を行う上でも、先に詳細なIR-MS測定を行い3C量と分布を調べておくことが有効であると判断したためである。予定変更により13Cイメージングのための試料調製方法の確立は遅れているが、全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は木部や師部内での標識13C分布に注目して研究を進める予定である。これまでに細胞壁に固定された13Cの分布については測定を行っているが、固定される前の、可溶性成分として細胞内に存在するものについては分析できていない。可溶性成分の分布を維持したまま、13Cマッピングを行うことが困難であったためである。試料をまず凍結乾燥することにより、一部の細胞内で13Cが検出することができたが、測定できる細胞がごく限られ十分な測定にはいたっていない。そこで、今後は可溶性成分の分布を保持した上である程度の形態が保存された試料の作製を目指して、試料調製方法の検討を行う。調整方法が確立できれば、標識13Cの分布およびその経時変化を調べる。またIR-MSの結果からは13CO2投与から12時間程度で木部のデンプンに標識13Cが取り込まれることがわかった。このデンプンへの取り込みについても13Cイメージングによる解析を行う予定である。細胞壁、可溶性成分中の13Cと合わせて木部での炭素の挙動について明らかにしたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の実験計画を変更し、イメージング用の試料調製法の検討の一部を次年度に行うこととしたためこの実験に必要な試薬や消耗品費の購入予定も変更した。次年度にこれらの物品を購入するために使用する。
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