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高等植物は展開葉(ソース器官)で合成した糖を、根や生長点などの器官(シンク器官)に輸送し、個体維持に必要なエネルギー源を全身に行き渡らせている。さらに、ソース器官とシンク器官との間で情報をやり取りし、糖の輸送量を必要に応じてダイナミックに変化させることで、自らの生育段階や外的環境の変化に対応している。本研究の目的は、炭素動態を経時的かつ非侵襲的に測定することができるPositron Emitting Tracer Imaging System(PETIS)を用いることで、このソース・シンク器官間に存在する糖輸送の制御機構を明らかにすることである。本年度は、人為的にシンク機能を阻害した植物のソース器官からシンク器官間への糖の輸送速度の変化を評価する実験系の確立を試みた。
まず、PETISを用いて得られる動画像データから各器官の放射能量の経時変化のグラフを作成し、トレーサーが到達する時間を測定するプログラムを開発した。次に、植物の根圏の温度を4〜6℃に保つことでシンク機能を阻害し、糖の輸送速度の変化を評価した。供試植物として播種後約4週間のトマトを用い、展開葉に約100MBqの11CO_2トレーサーを含む空気を供給し、PETISにより炭素動態の撮像を行った後、本プログラムを用いて炭素トレーサーが展開葉から根に到達する時間を測定した。その結果から糖の輸送速度を推定し、対照区と低温処理区において比較したところ、低温処理区において糖の輸送速度が低下することが確認できた。
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