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，沿重力方向沉降的淀粉体（积累淀粉粒的细胞器）位于日本山药和野山药等块茎的顶端，这些淀粉体可能参与了块茎形状的建立。报告性别。本研究的目的是通过阐明（1）沉积淀粉体的作用和（2）生长素在块茎形状建立中的参与，以及（3）淀粉体，阐明非根的山药块茎的形状建立机制该项目的目的是研究控制和信号传输的机制。 2020财年，我们将在许多实验中使用新方法“切片SEM法”来阐明沉积淀粉体与块茎形状之间的关系，这将大大减少块茎顶端的物理伪影，从而获得有关块茎的良好数据成为可能。微观结构图像。利用该方法，我们还对山药中不同形状的块茎进行了比较观察，获得了了解块茎的重力敏感性、向性和形成机制的知识。此外，我们尝试测量生长素来研究块茎形成与生长素之间的关系，并使用共聚焦激光扫描显微镜研究淀粉体沉积控制和信号转导的机制，这些机制参与了块茎形成中沉淀的淀粉体与肌动蛋白之间的关系。细丝正在深入研究。此外，我们使用快速冷冻和真空冷冻干燥的样品，在SEM观察下使用能量色散X射线分析分析了不同形状块茎之间的块茎内Ca分布模式，并在国际会议上发表了结果。上述数据对于加深我们对山药块茎重力敏感性、向性和形状形成机制的认识具有重要意义。

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