X線マイクロCT法を活用したイネ鱗被の形態と穎花の開閉メカニズムの解明

使用 X 射线显微 CT 阐明水稻浆片的形态和小穗的打开/关闭机制

• 批准号: 22K19175
• 负责人: 大井 崇生
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19175/
• 关键词: イネ; CTスキャン; 3D形態解析; 開花; 閉花; 植物ホルモン

イネ穎花の開花を司る微小な花器官である鱗被の立体像を、非破壊・迅速・簡便な三次元解析が可能なX線マイクロCT(コンピュータ断層撮影)法を用いて解析し、籾の開閉という動的な現象を捉え、その作用機序を明らかにすることを目指す。本年度では、通常の開閉特性を示す標準品種である‘日本晴’に加え、「開かない」という形質を示す植物ホルモン関連遺伝子変異体も供試し、それらのイネから開花の前後の複数の時点で穎花を採取し、電子顕微鏡観察用の試料作製法に準じて固定・脱水・臨界点乾燥を施し、X線マイクロCTによる鱗被の高解像度3D組織解析用のスキャン撮影を実施した。これにより、鱗被の組織形状および構成する細胞のサイズなどを定量比較することが可能な3Dデータが得られ、現在解析を進めている。また、試料に前処理を施さず、穂を生け花状に差してX線CT装置内で生きた状態のまま経時スキャンするライブイメージング観察系のための条件検討を行い、最短1分で穎花の3Dデータを得ることに成功した。この方法では分解能としては高くないため細胞レベルの観察は不可能だったが、鱗被の組織形状を捉えることは十分にできており、今後の解析のブレイクスルーとなると期待される。その他、穎花の一部を切除し、実体顕微鏡を用いて鱗被の形状変化をリアルタイムで撮影する装置系も確立し、穎花の開閉と鱗被の膨張縮小との関連の再確認も行った。得られたデータの一部は3Dプリンタに出力し、研究者の間でも認知度の低い鱗被について知ってもらうためのアウトリーチ素材として学会発表やオープンキャンパスの場で活用した。

イ ネ new の flowering を department る tiny な flower organ で あ る scale is stereo を の, not broken 壊, rapid, simple analytical が な three yuan may な X-ray マ イ ク ロ CT (コ ン ピ ュ ー タ fault of shadow) method を with い て analytical し, 籾 の open closed と い う な phenomenon を catch え, そ の function machine sequence を Ming ら か に す る こ と を refers す. This year で は, usually の open and shut characteristic を in standard varieties で す あ る 'Japan fine に え, "か な い" と い う character を す plants in ホ ル モ ン masato even heritage 伝 sub - variant も selected し, そ れ ら の イ ネ か ら before and after flowering の の plural の point で new を take し, electronic 顕 micromirror 観 examine method using の test material as に quasi じ て fixation, dehydration, dry point Drying を application of <s:1>, X-ray <s:1> <s:1> ロ ロCTによる high-resolution 3D tissue analysis of scale blanket, <s:1> スキャ <s:1> pinching を application of <s:1> た た. こ れ に よ り, scale is の organization shape お よ び constitute す る cells の サ イ ズ な ど を quantitative comparison す る こ と が may な 3 d デ ー タ が have ら れ, now analytic を into め て い る. ま た, 処 before test material に を shi さ ず, meet を し け flower に are poor て X-ray CT で raw plant き た state の ま ま 経 when ス キ ャ ン す る ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ 観 examine is の た め 検 の conditions for line を い, shortest 1 で new の 3 d デ ー タ を have る こ と に successful し た. こ の way で は can decompose と し て は high く な い た め cells レ ベ ル の 観 examine は impossible だ っ た が, scale is の organization shape を catch え る こ と は very に で き て お り, future の analytic の ブ レ イ ク ス ル ー と な る と expect さ れ る. そ の he, new の a し を excision, be 顕 micromirror を with い て scales is の shape - を リ ア ル タ イ ム で pinch of shadow す る device し も established, new の open closed と scales is の expansion narrow と の masato line even の reconfirm も っ た. To ら れ た デ ー タ の a は 3 d プ リ ン タ に output し, researchers の で も recognition の low い scales be に つ い て know っ て も ら う た め の ア ウ ト リ ー チ material と し て learn 発 table や オ ー プ ン キ ャ ン パ ス で の field use し た.

项目成果

日本植物形態学会奨励賞受賞講演：植物の組織・細胞における内部微細構造の三次元解析.

日本植物形态学会鼓励奖讲座：植物组织和细胞内部微结构的三维分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: 31.Nashiki Akito;Matsuo Hiroki;Fauziatul Fitriyah;Takano Kota;Isobe Sachiko;Shirasawa Kenta;Yoshioka Yosuke;大井崇生
• 通讯作者: 大井崇生

X線マイクロCTを用いたイネの開花前後の鱗被の形態解析.

利用 X 射线显微 CT 对水稻开花前后的浆片进行形态分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: 安藤詩織;河合恭甫;上口(田中)美弥子;大井崇生
• 通讯作者: 大井崇生