Analysis of the effect of O partial pressure on nitrogen fixation in soybean plant using positron-emitting tracer

ダイズの窒素固定に対する酸素分圧の影響のポジトロン放出核種標識トレーサを利用した解析

Hung, N. V. P.; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 尹 永根; 小柳 淳; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

Hung, N. V. P.; Ishii, Satomi; Suzui, Nobuo; Kawachi, Naoki; Yin, Y.-G.; Koyanagi, Atsushi; Oyama, Takuji*; Fujimaki, Shu

ダイズの根粒における共生的窒素固定に対する周辺空気の組成、とくに酸素分圧の及ぼす影響について解析するために、ポジトロンイメージング(PETIS)による画像化と解析を行った。窒素13ガスを製造、精製し、所定の酸素分圧となるようにトレーサガスを調製した。これをダイズ根粒に10分間投与し、PETISによりイメージングを行った。減衰を待ち、同一個体を対象に、酸素分圧を変えて(0%, 10%, 20%)実験を繰り返し、合計3回の実験を行った。各実験回において根粒が窒素を固定する動画像が得られ、これらのデータを解析したところ、酸素分圧が通常の20%から10%に低下した場合、窒素固定活性も顕著に低下するが、その程度は0%の場合とさほど変わりないことが明らかになった。

The impacts of oxygen in rhizosphere on the symbiotic nitrogen fixation in real-time was evaluated under various O partial pressure. Soybean nodules were treated with mixed gas containing N labeled with a radioisotope N and various concentrations of O, and the nitrogen fixation activity in the nodules was visualized by the positron-emitting tracer imaging system (PETIS). The results showed that under normal condition the nitrogen fixation ability of soybean plant was higher compared to that of under the other conditions (0% O and 10% O). There was no significant difference in the nitrogen fixation activity between 0% O and 10% O.