葉表皮細胞の形態形成過程における物質輸送の顕微鏡学的解析

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本研究の目的は，存在が示唆されながらも観察が不可能であった葉表皮細胞の形態形成に関与する物質輸送について，最新の可視化技術により存在と局在を調査することで，表皮細胞の面積拡大と形態形成の機構を解明し，細胞形状を複雑化させる意義に迫ることである．この目的を達成するため，電界放出形走査電子顕微鏡（FE-SEM）を用いることにより，広域かつ高倍で葉表皮組織を撮像した．植物細胞は大きく，従来は1細胞であっても微細構造の解析が可能な倍率での撮像は困難であったが，近年の固定法改良および技術進歩により，本研究では発芽1日の子葉面積において約8割に相当する領域の細胞を電子顕微鏡画像として取得することができた．広域の電子顕微鏡画像が得られれば，微細構造について，複数の細胞を対象とした統計的解析や，隣接細胞間での細胞内局在の比較解析などを行うことができるため，様々な材料への応用が期待される．今年度は，発芽1，2，3日の子葉における広域電子顕微鏡画像から，膜構造が明瞭に観察でき，全体が欠損なく固定された細胞を選び，構造7種（細胞膜，核，ミトコンドリア，ペルオキシソーム，色素体，リピッドボディ，液胞）について手動トレースを行った．これにより，構造ごとの細胞占有率，オルガネラ面積，細胞膜からの最短距離を計測し，発芽後の経過日数による変化を解析した．これにより昨年度に観察された，発芽1日の表皮細胞におけるリピッドボディの細胞内分布の偏りについて定量的に示すことができた．