培地-根-地上部におけるカドミウム動態のライブイメージング

Live imaging of dynamic transport of cadmium from culture to shoot via root

鈴井 伸郎; 石川 覚*; 井倉 将人; 石井 里美; 倉俣 正人*; 安部 匡*; 牧野 知之*; 尹 永根; 河地 有木; 藤巻 秀

Suzui, Nobuo; Ishikawa, Satoru*; Igura, Masato; Ishii, Satomi; Kuramata, Masato*; Abe, Tadashi*; Makino, Tomoyuki*; Yin, Y.-G.; Kawachi, Naoki; Fujimaki, Shu

これまでPETISは、イネの根から穂に至るカドミウムの移行・蓄積の動態を定量的に明らかにする研究などに活用されてきた。われわれは今回、カドミウムが液体培地から根を介して地上部へ移行する過程を直接的に画像化し、解析することに初めて成功した。一般に、放射性トレーサを培地に投与して吸収実験を行う場合、培地の領域を視野から外して、あるいはその領域を遮蔽して、撮像を行うのが通例である。これに対し、PETIS装置による計測の定量性が保持される放射線強度の範囲を考慮しつつ、観測用の植物容器を設計し、投与するトレーサ濃度を調節することで、明瞭な連続画像の取得に成功した。この技術を応用し、ファイトレメディエーションへの適用が期待される、カドミウム高集積イネ候補系統や重金属高集積植物のセダムの経根吸収過程を画像化し、それらの吸収能力について解析評価を行った。

PETIS has been applied for analyses of cadmium transport from the root organ to the grains in rice plants in previous studies. In this study, we first realized direct imaging and quantitative analysis of the dynamic process of cadmium transport from hydroponic culture to shoot via root organ. When a radiotracer is applied to plant roots for imaging experiments, it has been usual that the region of application is shielded or set off from the field of view because of too high radioactivity there. We successfully obtained serial quantitative images by developing suitable vessels for observation and arranging best radioactivity of the tracer. High-Cd-accumulating lines of rice and Sedum, a hyper accumulator plant for heavy metals, were subjected to this experimental system and analyzed for their abilities of Cd uptake.