ポジトロンイメージング技術の光合成機能測定・分子イメージングへの応用

正电子成像技术在光合功能测量和分子成像中的应用

• 批准号: 18780200
• 负责人: 河地 有木
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18780200/
• 关键词: 非破壊計測; 画像処理; 画像解析; 光合成

植物の光合成機能の環境応答を生体組織・器官レベルで理解することが重要であると考え、生体内のマクロな栄養動態を可視化する研究を展開してきた。所属研究グループ(ポジトロンイメージング動態解析研究グループ)では植物中の炭素動態の可視化にこれまでに成功しており、可視化された画像データをもとにした光合成および光合成産物の輸送・分配の定量的な解析が急務であった。本研究では葉における炭素動態を画像解析することで、光合成における「二酸化炭素固定」および「光合成産物送り出し」の定量を試み、さらに解析領域の限定しないPixel-bv-Pixel画像解析法により、植物葉の光合成能を示す機能画像を構築することを目的とした。これにより、測定環境下における植物葉の"機能の可視化"が可能となり、定量的な機能画像は植物分子イメージング研究を実現するものである。実験は原子力機構高崎量子応用研究所のPositron Emitting Tracer Imaing System (PETIS)を用いて植物体内の11Cの動態を撮像し、新たに構築した光合成コンパートメントモデルを用いて解析を行った。供試植物葉に11CO_2を供給して光合成プロセスを撮像して実データを取得し、既存の装置を用いた計測結果や解析誤差などにより、生理モデルの正当性を評価した。また、同一個体で光条件や温度といった環境条件を変化させて実験を行い、光・温度環境に対する光合成機能の応答を本手法により解析した。その結果、葉における「二酸化炭素固定」および「光合成産物送り出し」の機能分布の環境応答様式が明らかになった。

The plant photosynthesis mechanism can be answered in the environment. The tissue organ of the plant can understand the important parts of the plant, and the plant photosynthesis can be carried out in vivo. The carbon dynamics in the plant can be used to measure the success of the plant, and the picture of the plant can be used to determine the amount of photosynthesis and distribution. In this study, carbon dynamics portraits were analyzed, photosynthetic images were fixed with carbon diacid, carbon diacid was fixed, photosynthesis products were sent out, quantitative measurements were performed, field of analysis was limited, Pixel-bv-Pixel image analysis methods were used, and plant photosynthesis energy generation tests were performed to show that the machine was capable of generating energy. It is possible to determine the possibility of environmental pollution in the environment, and quantitative computer graphics can be used to study the molecular dynamics of plants in the environment. The atomic force institute Takazaki Quantum Research Institute Positron Emitting Tracer Imaing System (PETIS) was used to analyze the dynamics of 11C in plants, such as photosynthesis and photosynthesis. The tested plant 11CO_2 was supplied to the photosynthesis plant, and the existing plant was used to analyze the difference between the results of the calculation and the physiological effect. The light conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, the temperature conditions, the temperature conditions, the environmental conditions, According to the results of the experiment, the results showed that the photosynthetic products were fixed by dicarboxylic acid, the photosynthetic products were sent out, and the machines could be distributed in the environment.

项目成果

植物分子イメージングによる光合成機能の可視化

通过植物分子成像可视化光合作用功能

• 发表时间: 2007
• 期刊: 光合成研究 17
• 作者: 河地有木

Kinetic analysis of carbon-11-labeled carbon dioxide for studying photosynthesis in a leaf using positron emitting tracer imaging system

• DOI: 10.1109/tns.2006.881063
• 发表时间: 2006-10-01
• 期刊: IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kawachi, Naoki;Sakamoto, Koichi;Matsuhashi, Shinpei
• 通讯作者: Matsuhashi, Shinpei

Molecular imaging for photosynthesis: Kinetic analysis of carbon dynamics using the positron emitting tracer imaging system and ^?11?CO_2

光合作用分子成像：使用正电子发射示踪成像系统和 ^?11?CO_2 对碳动力学进行动力学分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Naoki Kawachi;Shu Fujimaki;Satomi Ishii;Nobuo Suzui;Noriko S. Ishioka;Shinpei Matsuhashi;N. Kawachi;河地有木;Naoki Kawachi;河地有木;河地有木;Naoki Kawachi
• 通讯作者: Naoki Kawachi

光合成機能イメージのための新規方法

一种光合功能成像新方法

• 发表时间: 2007

A New Method for Parametric Imaging of Photosynthesis with C-11 Carbon Dioxide and Positron Emitting Tracer Imaging System (PETIS)

利用 C-11 二氧化碳和正电子发射示踪成像系统 (PETIS) 进行光合作用参数成像的新方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record
• 作者: Naoki Kawachi;Shu Fujimaki;Satomi Ishii;Nobuo Suzui;Noriko S. Ishioka;Shinpei Matsuhashi
• 通讯作者: Shinpei Matsuhashi