ポジトロンイメージングによる根粒-植物の共生システムの解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19780196
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業情報工学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 石井 里美 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (10391286)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 窒素固定 / ダイズ植物 / 非破壊計測 / ポジトロンイメージング技術

研究概要

放射性同位体の^<13>N(半減期9.97分)により標識した窒素ガスを用いて、マメ科の重要な生理機能である窒素の固定を植物が生きたままの状態でイメージングすることに成功した。具体的には、1)高純度の^<13>N標識窒素ガスの製造法を開発し、一定の酸素、窒素を含むガスを調製し、2)根粒を形成したダイズ植物個体の地下部に与え、根粒に固定される窒素をポジトロンイメージングによりイメージングし、3)短時間(10分間)の窒素固定速度を定量することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Real-time imaging of nitrogen fixation in an intact soybean plant with nodules using 13N-labeled nitrogen gas (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, N. Suzui, S. Ito, N.S. Ishioka, N. Kawachi, N. Ohtake, T. Ohyama, S. Fujimaki
  • 雑誌名: Soil Sci. Plant Nutr vol.55 ページ: 660-666
  • 査読あり
• [雑誌論文] The production of 13N-labeled nitrogen gas tracer and the imaging of nitrogen fixation in soybean nodules (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, N. Suzui, S. Ito, N.S. Ishioka, N. Kawachi, S. Matsuhashi, N. Ohtake, T. Ohyama, S. Fujimaki
  • 雑誌名: JAEA-review 3-44 ページ: 106
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Production of 13N-labeled Nitrogen Gas for Imaging of Nitrogen Fixation by Soybean Nodule (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, N. Suzui, S. Ito, N.S. Ishioka, N. Kawachi, S. Matsuhashi, N. Ohtake, T. Ohyama, S. Fujimaki
  • 雑誌名: JAEA-review
  • 査読あり
• [学会発表] N標識窒素ガスを用いたダイズ根粒における窒素固定の非侵襲的画像化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井里美, 他13
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2009年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Real-time imaging of nitrogen fixation in an intact soybean plant (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井里美、鈴井伸郎、伊藤小百合, 他
  • 学会等名: 第16回国際窒素固定学会
  • 発表場所: アメリカモンタナ
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] N-標識窒素ガスを用いたダイズ根粒における窒素固定の非侵襲的イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井里美, 他13
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] 窒素固定イメージングのための13N標識窒素ガスの製造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石井里美, 他
  • 学会等名: 第45回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] 13N2によるダイズ根粒菌窒素固定イメージングの試み (2007)
  • 著者名/発表者名: 石井里美
  • 学会等名: 2007年日本土壌肥料学会東京大会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 2007-08-23
• [図書] Research Signpost Nitrogen Assimilation in Plants (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤巻秀石井里美, 他
  • 総ページ数: 366
• [備考] 総説藤巻秀、石井里美、大山卓爾、空気中の窒素を養分にするマメ科植物の「根粒」の機能の画像化、放射線と産業124 (2009), P33-35
• [備考] 新聞発表平成21年3月17日発表、日刊工業、上毛、毎日、日経産業に掲載植物ポジトロンイメージング技術により共生的窒素固定の観測に成功-微生物が空気から作る肥料をダイズの生産に活かす-