植物葉内イオン濃度分布のin situ解析手法の開発

植物叶片离子浓度分布原位分析方法的建立

• 批准号: 15658071
• 负责人: 荊木 康臣
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15658071/
• 关键词: 蛍光プローブ; attached leaf; pH; 画像計測

本研究の目的は、環境応答時の葉内pH分布画像をin situで取得し解析する手法を開発することである。本年度は、前年度に確立した手法を用いてpH感応性蛍光プローブを導入したattached leafにおいて、細胞内pH変化の画像化を検討した。まず、attached leafからの蛍光を観察するシステムを構築した。蛍光実体顕微鏡のステージ上に、自作のフォルダによりattached leafを浮かした状態で固定し、葉の背軸側の蛍光を高感度CCDカメラで画像化した。その際、葉の向軸側から光ファイバー式光源もしくはLED光源で光を照射して葉面上の光環境を制御し、さらに、温湿度を制御した空気を測定対象葉全体に吹き付けることで、葉面上の温湿度環境を調節できるようにした。このシステムにより、一定の環境制御下におかれたattached leafの蛍光画像を継続的に取得し、その蛍光強度変化を画像化することが可能となった。次にこのシステムにより細胞内pH変化を画像化することが可能であるかを検討するために、蛍光プローブには5-Carboxy Fluorescein Diacetateを、供試植物にはキャベツの幼苗を用い、アブシジン酸処理時および光照射処理時のattached leafにおける蛍光強度変化を継続的に画像計測した。その結果、アブシジン酸処理では、光照射直後に孔辺細胞の蛍光強度が低下し、その後上昇した。また暗処理後の光照射処理においても、まず光照射直後に孔辺細胞の蛍光強度が低下し、その後上昇した。これらは、それぞれの処理により予測されるpH変化に対応した蛍光強度変化パターンであった。以上の結果から、本研究により開発した手法により、環境制御下のattached leafにおいてpH変化が画像化できる可能性が示された。

这项研究的目的是开发一种在原位环境反应期间获取和分析叶片分布图像的方法。今年，我们研究了附着的叶片内细胞内pH变化的成像，该叶子使用上一年中建立的方法引入了pH敏感的荧光探针。首先，我们构建了一个用于观察附着叶的荧光的系统。使用自制文件夹将附着的叶子固定在荧光立体显微镜的阶段，并使用高敏感性CCD摄像头对叶子背面的荧光进行成像。此时，通过光纤光源或LED光源从叶子的轴向辐射光线来控制叶子表面上的光环境，此外，将温度控制的空气和湿度喷在整个叶片上，以测量整个叶片，从而使叶子表面上的温度和湿度环境进行调节。该系统使得在某些环境控制和荧光强度的图像变化下连续获取附着叶子的荧光图像成为可能。接下来，为了调查该系统是否可以成像细胞内pH的变化，将5-羧基荧光蛋白二乙酸盐用于荧光探针，并将卷心菜幼苗用于测试植物，并连续测量图像以在脱甲酸治疗和光照射治疗期间连续测量荧光强度的荧光强度的变化。结果，后卫细胞的荧光强度在光照射后立即降低，然后增加。此外，在黑暗处理后的光照射处理中，后卫细胞的荧光强度在光照射后立即降低，然后增加。这些是与各自处理预测的pH变化相对应的荧光强度变化模式。以上结果表明，本研究中开发的方法可以使在环境控制下的叶片中成像pH变化。