ヤムイモ類における沈降性アミロプラストを起点とする塊茎形状成立機構の理解深化

深化对山药沉积淀粉体块茎形态形成机制的认识

• 批准号: 21K05547
• 负责人: 川崎 通夫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Setsunan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05547/
• 关键词: ヤムイモ塊茎; 形態形成

本研究者はナガイモや自然薯などの塊茎頂端部に重力方向へ沈降するアミロプラスト(澱粉粒を蓄積した細胞小器官)が局在することを見出し、このアミロプラストが塊茎の形状成立に関与している可能性を報告した。本研究は、根ではないヤムイモ類の塊茎における形状成立機構の解明を目的とし、塊茎形状成立における(1)沈降性アミロプラストの役割と(2)オーキシンの関与を明確化し、更に(3)アミロプラスト沈降の制御やシグナル伝達の仕組みも調査するものである。令和4年度においては、沈降性アミロプラスト-塊茎形状間の関係性の明確化においては、新手法である「切片SEM法」を本実験において多く用い、塊茎頂端部において物理的アーティファクトを極めて低減させて微細構造像に関する良好なデータを得ることが可能となった。この手法を利用して、ヤムイモ類における形の異なる塊茎の比較観察も進め、塊茎の重力感受・屈性および形成機構の理解につながる知見が得られた。また、塊茎形成とオーキシンの関わりではオーキシン測定を試行し、塊茎形状成立に関わるアミロプラストの沈降制御とシグナル伝達の仕組みについては、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて、塊茎における主にアクチンフィラメントを良好に観察するこことができ、沈降性アミロプラストとアクチンフィラメントとの関係性について検討を深めている。また、異なる形状の塊茎間における塊茎内のCa分布様式を急速凍結-真空凍結乾燥試料を用いたSEM観察下でのエネルギー分散型X線分析法を用いて解析し、その結果を国際学会で発表した。以上のデータは、ヤムイモ類の塊茎における重力感受・屈性と形状成立機構を理解を深める上で意義であるものである。

研究人员发现，淀粉样品（积聚淀粉颗粒的细胞器）位于黄蜂和山药等块茎的顶端末端，并报告说这些淀粉样品可能参与块茎的形成。这项研究旨在阐明非根山药块茎中形状形成的机理，并阐明（1）可沉积的淀粉样品的作用，以及（2）生长素参与块茎形成，并研究（3）淀粉样剂量沉积和信号的机制。在2022年，为了阐明可沉积的淀粉样品和块茎形状之间的关系，该实验中使用了一种新方法，称为“拦截SEM方法”，并且可以通过极大地减少块茎顶部的物理伪像，从而获得有关微观结构图像的良好数据。使用这种技术，我们还对山药中具有不同形状的块茎进行了比较观察，并找到了对块茎重力敏感性，托盘和形成机制的理解的知识。此外，与块茎形成和生长素有关，已经尝试了生长素的测量以及促链淀粉沉积控制和信号的机制，这与块茎形成有关的机制，促链淀粉沉积和信号的机制可以在块状及其中使用共公共同体及相关的微型传播，并在共公共肌函数中观察到，并可以观察到。被深入研究。此外，使用能量色散X射线射线分析，使用SEM观察下的快速冷冻 - vacuum冷冻干燥样品分析了不同形状的块茎之间的CA分布方式，并在国际科学学会中介绍了结果。上述数据对于加深我们对山药块茎的重力敏感性和对流的理解以及形状形成机理有意义。

项目成果

ナガイモ塊茎における切片SEM法を用いた内部形態の観察

切片SEM法观察马铃薯块茎内部形态

• 发表时间: 2022
• 作者: 森山 貴仁;Suriyasak Chetphilin;濱岡 範光;石橋 勇志;川崎通夫
• 通讯作者: 川崎通夫

Analysis of distribution of calcium and amyloplasts in gravistimulated tubers of Chinese yam with optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy

光学显微镜、扫描电镜和能谱分析山药块茎中钙和淀粉体的分布

• 发表时间: 2022
• 作者: 濱岡 範光;森山 貴仁;谷口 琢紀;Suriyasak Chetphilin;石橋 勇志;Michio Kawasaki
• 通讯作者: Michio Kawasaki

Morphological characterization of calcium oxalate crystals and effect of growth-medium calcium levels on morphology of the crystals in tubers and roots of Chinese yam

山药块茎和根中草酸钙晶体的形态特征及生长介质钙含量对晶体形态的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Michio Kawasaki;Ryotaro Shibata;Shinichiro Ito
• 通讯作者: Shinichiro Ito