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。

本研究的目的是开发一种方法来获取和分析环境响应过程中叶内 pH 分布的原位图像。今年，我们利用去年建立的方法引入了 pH 敏感荧光探针，研究了附着叶细胞内 pH 变化的成像。首先，我们构建了一个系统来观察附着叶子的荧光。使用自制的夹子将附着的叶子以浮动状态固定在荧光体视显微镜的载物台上，并用高灵敏度CCD相机对叶子背面的荧光进行成像。此时，通过光纤光源或LED光源从叶片近轴侧照射光来控制叶面的光环境，并将温度和湿度受控的空气吹过整个待测叶片。 . 表面的温度和湿度环境可以调节。该系统可以在持续的环境控制下连续采集附着叶子的荧光图像，并可视化荧光强度的变化。接下来，为了检查是否可以使用该系统对细胞内pH变化进行成像，我们使用5-羧基荧光素二乙酸酯作为荧光探针，并使用卷心菜幼苗作为试验植物，并用脱落酸对其进行连续成像和测量。在处理和光照射过程中附着的叶子中荧光强度的变化。结果，通过脱落酸处理，保卫细胞的荧光强度在光照射后立即降低，然后增加。另外，在暗处理后的光照射处理中，保卫细胞的荧光强度在光照射后立即降低，然后增加。这些是与每种处理预测的 pH 变化相对应的荧光强度变化模式。上述结果表明，本研究开发的方法具有对环境控制下附着叶子的 pH 变化进行成像的潜力。