Visualising spatio-temporal distributions of assimilated carbon translocation and release in root systems of leguminous plants

マメ科植物の根系における同化炭素の移動・放出の時空間分布の可視化

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔  ; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

Yin, Y.-G.*; Suzui, Nobuo*; Kurita, Keisuke; Miyoshi, Yuta*; Unno, Yusuke*; Fujimaki, Shu*; Nakamura, Takuji*; Shinano, Takuro*; Kawachi, Naoki*

根系からの放出物は根の位置によって異なり、同化炭素(C)の供給と密接に関係している。したがって、短時間での炭素の動きを定量化することで、根と土壌における炭素の代謝を明らかにできる可能性がある。COと陽電子放出トレーサーイメージングシステムを使用し、根箱内における同化炭素の根系への移行を可視化するための非侵襲的な方法を確立した。C-光合成産物の移動と根系および土壌への放出の様子を、白ルーピンとダイズについて観察した。本手法により、根と土壌に分布する炭素配分の定量化が可能になった。これは、比較的短期間の環境条件に応じて、根-土壌系の特定の場所での炭素代謝と栄養循環の関係を解明するのに役立つ可能性がある。

The release of rhizodeposits differs depending on the root position and is closely related to the assimilated carbon (C) supply. Therefore, quantifying the C partitioning over a short period may provide crucial information for clarifying root-soil carbon metabolism. A non-invasive method for visualising the translocation of recently assimilated C into the root system inside the rhizobox was established using CO labelling and the positron-emitting tracer imaging system. The spatial distribution of recent C-photoassimilates translocated and released in the root system and soil were visualised for white lupin () and soybean (). Our method enabled the quantification of the spatial C allocations in roots and soil, which may help to elucidate the relationship between C metabolism and nutrient cycling at specific locations of the root-soil system in response to environmental conditions over relatively short periods.