環境を配慮した作物生育最適化のための定量的イメージング技術の開発

开发用于环境友好型作物生长优化的定量成像技术

基本信息

批准号：
22248027
负责人：
中西友子
金额：
$ 20.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

植物の養分元素の動態をリアルタイムで計測するために養分元素の放射性同位体を用いたイメージング装置の開発を行った。平成22年度は装置の分解能ならびに感度向上、植物試料の調製法について検討を行った。使用するアイソトープから放出される放射線のエネルギーにより分解能ならびに感度が異なるため、まず、リン(P-32)について、β線を光に変換するシンチレータの種類、厚さを検討した。分解能を求めるため、放射性リンをインクと混合し格子状の標準試料をインクジェット印刷により調製することが可能となった。得られた画像を解析したところ、分解能が約50μmに向上したことが判った。シンチレータについてはテーパーフォスに蒸着させたものと、ガラス板に蒸着させたものを比較したが、テーパーフォスの方が感度・分解能共に高いことが示された。植物試料については、地上部に光を照射し、地下部は遮光させた状態で、根から吸収されたリン酸が地上部へ移行するイメージングが可能となった。イネについては、土壌に生育させた場合と水耕液に生育させた場合のリン酸吸収動態のリアルタイム画像の比較を行うことが初めて可能となった。暗いところから明るいところまでイメージングすることは蛍光イメージングでは不可能であること、また土壌や溶液の中の化学物質の動態をリアルタイムで可視化させたことは初めての成果であり、現在論文を準備中である。リン酸吸収動態の連続画像を解析した結果、水耕栽培の場合には土壌栽培と比較してイネの吸収量は10-30倍高くまた生育もはるかに良いことが判ったまた土壌栽培の場合には根近傍土壌中のリン酸のみが根に供給されていることが示された。

我们已经使用营养元素的放射性同位素开发了一个成像装置，以实时测量植物中养分元素的动力学。在2010财年，我们研究了设备的分辨率和灵敏度的改善，以及如何准备植物样品。由于分辨率和灵敏度因所用同位素发出的辐射能量而异，因此我们首先检查了将β射线转化为磷的光的闪烁体的类型和厚度（p-32）。为了确定分辨率，可以通过喷墨打印来制备放射性磷和晶格样标准标本。当分析获得的图像时，发现分辨率增加到约50μm。关于闪烁体，我们比较了沉积在锥形绒面上的绒毛和沉积在玻璃板上的闪烁体的闪烁体，并表明锥形绒毛具有更高的敏感性和分辨率。关于植物样品，可以用光照射对地面进行成像，地下区域被阻塞，从根中吸收的磷酸会迁移到上述地面。对于水稻，在土壤中和水培液体中生长时，首次有可能比较磷酸盐吸收动力学的实时图像。不可能用荧光成像对黑暗到明亮的区域进行图像，这是第一次可以实时可视化土壤和溶液中的化学物质动力学，目前正在准备纸张。分析磷酸盐吸收动力学的连续图像表明，在水培培养中，水稻的吸收量比土壤培养高10-30倍，其生长要好得多。另外，在土壤培养中，根部仅在根附近的土壤中提供磷酸。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

放射線ならびにアイソトープを駆使した植物生理学の研究

利用辐射和同位素进行植物生理学研究

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Itokazu;T.;K. Kosugi;Y. Onda;K. Kuraji;N. Tanaka;M. Goto;T. Ohta;and T. Mizuyama;中西友子
通讯作者：
中西友子

リアルタイムRIイメージングシステムを用いたリン酸吸収時の根圏イメージング

使用实时 RI 成像系统在磷酸盐吸收过程中进行根际成像

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
菅野里美;山脇正人;中西友子
通讯作者：
中西友子

ナタネにおける元素の動態解析

油菜籽中元素动态分析

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshikawa;N.;Matsuda;T.;Takahashi;A.;Tagawa;M.;石橋弘規
通讯作者：
石橋弘規

リン酸吸収部位の違いから見る植物体内でのリン酸輸送解析

基于磷酸盐吸收位点差异分析植物体内磷酸盐运输

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kim;M.;Matsuo;S.;Yang;Y. N.;Zhang;Z. Y;木下温子;菅野里美
通讯作者：
菅野里美

リアルタイムRIイメージングシステムを利用したリン酸輸送機構の解析

利用实时 RI 成像系统分析磷酸盐转运机制

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
菅野里美;山脇正人;田野井慶太朗;中西友子
通讯作者：
中西友子

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作者：
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中西友子其他文献

植物の根におけるイオン動態のRIトレーサーによる定量解析

使用 RI 示踪剂定量分析植物根部的离子动力学

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林奈通子;高木宏樹;大西孝幸;鈴木寿;岩田錬;市橋泰範;横井彩子;土岐精一;中西友子;田野井慶太朗;Maasayuki Sugawara;小林　奈通子，鈴木　寿，岩田　練,　中西　友子，田野井　慶太朗
通讯作者：
小林　奈通子，鈴木　寿，岩田　練,　中西　友子，田野井　慶太朗