微光束照射による光形態形成反応の解析

低光通量照射下的光形态发生反应分析

• 批准号: 13874108
• 负责人: 長谷 あきら
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13874108/
• 关键词: 光形態形成; 微光束照射; 光応答; 胚軸伸長; 光屈性; シロイヌナズナ; フィトクロム; フォトトロピン

植物の光形態形成反応を理解するには、組織/器官間の情報伝達を視野に入れた研究が必要である。このためには部分照射実験が有効であるが、広く実験に用いられるシロイヌナズナ芽生えは小型のためこのような実験に適さない。そこで本研究では、光ファイバーを用いてシロイヌナズナの特定の部分に単色光を照射し、CCDカメラを用いてその応答を観察する装置を新たに開発した。暗箱内に光ガイド用のアクリル・ファイバーを装着した市販LED(青色光、赤色光、近赤外光)を設置した。観察に関しては、材料の位置決めを高精度で行うため、X-Y-Z軸可動台を購入し植物をその上に設置して観察した。観察は800nm以上の波長の光にも感度を示すCCDカメラを2台、X軸方向(左右)とY軸方向(前後)に設置し行った。CCDカメラには接写用のレンズを取り付け、ほぼ10mm四方が観察できるようにした。暗黒下での観察光源には800nm光を発するLEDを用いた。カメラの像は暗箱の外に設置したパソコンに取り込み解析を行った。まず、本装置を用いて、緑藻類であるクラミドモナスのフォトトロピン遺伝子を導入したシロイヌナズナ変異体の光屈性を調べた。青色LED光で横側から照射した芽生えの形態変化を本装置で観察したところ、ホストとして用いた変異体では光屈性がみられないのに対して、クラミドモナス・フォトトロピン遺伝子導入植物では、野生株の半分程度の光屈性が見られ、クラミドモナスのフォトトロピンが、系統的には大きく離れた高等植物でも部分的に機能することが分かった。また、レポーター遺伝子の発現が遠赤色光によって誘導されるプロモーター・トラップ系統について、本装置を用いて遠赤色光による部分照射を行い、胚軸下部の遺伝子発現が子葉のフィトクロムにより制御されることを示した。

It is necessary to 応を understand the <s:1> light morphology formation of plants するに and the <s:1> information between tissues/organs 伝 to reach the を field of vision に to enter the れた study が. Be こ の た め に は part exposure 験 が have sharper で あ る が, hiroo く be 験 に with い ら れ る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ sprout え は small の た め こ の よ う な be 験 に optimum さ な い. そ こ で this study で は, light フ ァ イ バ ー を with い て シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の specific part の に し を 単 ray irradiation, CCD カ メ ラ を with い て そ の 応 answer を 観 examine す る device を new た に open 発 し た. Light inside knowledge に ガ イ ド with の ア ク リ ル · フ ァ イ バ ー を containing し た city selling LED (blue light, red light and nearly red light) を set し た. 観 examine に masato し て は, material の position definitely め を line high-precision で う た め, X - Y - axial movable Z を buy し plant を そ の に set on し て 観 examine し た. 観 examine は above 800 nm light の の wavelengths に も sensitivity を shown す CCD カ メ ラ を 2 sets, the X axis (or so) と Y direction () before and after に line set し っ た. CCD カ メ ラ に は connect written by の レ ン ズ を り pay け, ほ ぼ 10 mm square が 観 examine で き る よ う に し た. Under dark conditions, で 観 観 is used to observe the light source に に 800nm light を for するLEDを and た た. The カメラ カメラ is like the に dark box <e:1>. Set the に たパソコ に に に and take the <s:1> 込み to parse the を line った. を use い ま ず, the unit て, green algae で あ る ク ラ ミ ド モ ナ ス の フ ォ ト ト ロ ピ ン heritage 伝 son を import し た シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ - variant の flexor sex を light tones べ た. Blue LED light で side か ら irradiation し た sprout え の morphology variations を this device で 観 examine し た と こ ろ, ホ ス ト と し て in い た - variant で は light bends sex が み ら れ な い の に し seaborne て, ク ラ ミ ド モ ナ ス · フ ォ ト ト ロ ピ ン heritage 伝 son import plant で は, wild strains の の half degree bends light see sex が ら れ, ク ラ ミ ド モ ナ ス の フ ォ ト ト ロ Big ピ ン が, systematic に は き く from れ た higher plants で も part に function す る こ と が points か っ た. ま た, レ ポ ー タ ー posthumous son 伝 の 発 が now far red light に よ っ て induced さ れ る プ ロ モ ー タ ー · ト ラ ッ プ system に つ い て, this device を い て far red light に よ る lower part line irradiation を い, hypocotyl の heritage 伝 son 発 now が cotyledon の フ ィ ト ク ロ ム に よ り suppression さ れ る こ と を shown し た.

项目成果

S.-I.Tanaka他: "Expression of the AtGH3a gene, an Arabidopsis homologue of the soybean GH3 gene, is regulated by phytochrome B"Plant Cell Physiol. (発表予定).

S.-I. Tanaka 等人：“AtGH3a 基因（大豆 GH3 基因的拟南芥同源物）的表达受光敏色素 B 的调节”Plant Cell Physiol。

M.Kasahara他: "Photochemical properties of the FMN-binding domains of the phototropins from Arabidopsis, rice, and Chlamydomonas"Plant Physiology. (発表予定).

M. Kasahara 等人：“来自拟南芥、水稻和衣藻的向光素的 FMN 结合域的光化学特性”《植物生理学》（待发表）。