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

基本信息

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

项目摘要

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。

使用X射线Microct（计算机断层扫描）方法分析了秤覆盖的三维图像，一种控制大米斑岩开花的小花器官，可以进行非破坏性，快速和简单的三维分析，以捕获稻草帕迪（Paddies）的开放和封闭的动态现象，以阐明稻草的开放和封闭。在今年，除了表现出正常开放和关闭特征的标准品种外，我们还测试了与植物激素相关的基因突变体，这些基因突变体在开花前和开花前的多个点上表现出“不开放”，并在开花前的多个点收集，并在固定的，脱水和关键分析的方法中，并遵守了固定的图像，并遵守了较高的图像，并遵循了较高的图像，并扫描了较高的图像，并扫描了较高的图像。使用X射线Microct涂料。这允许定量比较尺度覆盖物的组织形状和组成细胞的大小，目前正在进行分析。此外，我们研究了未预处理标本的实时成像观察系统的条件，并将耳朵以花样形状放置，并在X射线CT系统中扫描，并在还活着的同时扫描，并成功地获得了韭菜花的3D数据。尽管这种方法没有高分辨率，但细胞观察是不可能的，但是足以捕获秤覆盖的组织形状，并且预计将来将是未来分析的突破。此外，还建立了一个系统，该系统可以消除一部分花朵，并使用立体显微镜捕获了比例覆盖的实时变化，并且还确认了花朵的开放和闭合与秤覆盖的膨胀之间的关系。获得的一些数据已输出到3D打印机，并在会议演讲和开放式校园中用作外展材料，以帮助研究人员了解规模覆盖范围，这是鲜为人知的。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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。