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Analysis of NO$$_{3}$$ interception of the parasitic angiosperm ${it Orobanche}$ spp. using a positron-emitting tracer imaging system and $$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$; A New method for the visualization and quantitative analysis of the NO$$_{3}$$ interception ratio

PETISと$$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$を用いた根寄生植物(オロバンキ)による硝酸収奪率の定量解析

河地 有木; 藤巻 秀; 阪本 浩一*; 石岡 典子; 松橋 信平; 関本 均*

Kawachi, Naoki; Fujimaki, Shu; Sakamoto, Koichi*; Ishioka, Noriko; Matsuhashi, Shimpei; Sekimoto, Hitoshi*

全寄生性のオロバンキ(${it Orobanche}$)は植物根に寄生し農業生産に多大な被害を及ぼしており、そのメカニズムの解明は的確な防除法の確立にとどまらず植物生理学上有用である。本研究ではホスト植物根の窒素栄養の収奪を非侵襲的に可視化し、その収奪率を定量解析することを目的とし、ポジトロンイメージング法(PETIS)において複数核種($$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$, $$^{18}$$F$$^{-}$$)を用いた解析手法を確立した。オロバンキをアカクローバー根茎に寄生させ$$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$に続いて$$^{18}$$F$$^{-}$$を吸収させて、オロバンキへの分配と茎葉基部への移行を可視化し各トレーサの動態を数理解析した。その結果、73.6$$pm$$3.9%の窒素栄養素収奪率が定量された。本手法は短半減期核種による繰り返し計測が可能なPETISの特色を活かした新たな解析法であり、得られる定量値は根寄生植物によるホスト植物からの栄養素の収奪を明らかにし、さらには寄生植物の生存戦略や宿主認識メカニズムまでも"可視化"するものである。

The root parasitic plants ${it Orobanche}$ spp. (broomrapes) seriously affect agricultural production. A visualization and quantitative analytical method for the interception of nutrients was established using a positron-emitting tracer imaging system and $$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$. By using this analytical method that involves volume normalization with $$^{18}$$F$$^{-}$$ images, the nitrogen nutrient interception ratio of the ${it Orobanche}$ spp. was calculated as 73.6$$pm$$3.9% in a host-parasite system of red clover (${it Trifolium pratense}$ L.).

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InCites™

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パーセンタイル:73.4

分野:Plant Sciences

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