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本研究は、植物根アポプラストROSの経時的変化によるストレス応答の計測を目的とする。植物根の培養液にROS蛍光プローブを加えたものをフロー系で送液し定点観測する方法と、根端をイメージングして経時的蛍光変化を画像処理から計測する方法の2手法を用いて、実験の再現性の確認と現象計測の評価を行った。その結果、ダイズを用いたフロー系の実験系で、塩ストレス(NaCl)、有害金属ストレス(Cd)において、ストレス負荷から15-30分間の時間軸に対するROSの放出パターンの違いが確認できた。また、塩ストレスでは、ストレス強度によりROSの放出パターンが異なることがわかった。これらの結果は2手法いずれでも確認できた。
一方、植物種によるアポプラストROSの放出量の違いに関してバッチ型の系を用いて、チシャは発芽後約1週間、シロイヌナズナは約20日間栽培した個体を、1個体、1時間インキュベートした溶液をHPLCで分析した。その結果、ROSの蛍光ピーク面積は、ダイズに比べてチシャは約1/100、シロイヌナズナは約1/30であることがわかった。一方フローの系では蛍光のシグナル変化を確認することができなかった。
そこで、この蛍光物質の拡散を抑えて短時間の変化を計測する系として、ポリビニルアルコールとホウ酸錯体によるゲルを作製し、イメージングする系を検討した。検討の結果、蛍光プローブの拡散が抑えられ、ストレス応答を5分おきに30分まで経時的イメージングすることにより解析することが可能となった。
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