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石井 里美; Nguyen Van Phi, H.*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 尹 永根; 大山 卓爾*; 藤巻 秀
no journal, ,
Various methods are used in the field of biological nitrogen fixation. In this study, we analyzed early dynamics of nitrogen fixation and subsequent transport in soybean by using radioactive and stable isotopes, N and N. N has an advantage for the analysis of kinetics and visualization, while N is beneficial for the analysis of distribution. N is the only practical radioisotope of nitrogen which has a very short half-life of only 9.97 min. In this study, we improved a rapid method to produce N with higher radioactivity and sufficient purity. We fed the tracer gas to the underground part of soybean plants for 10 min and collected the serial images for one hour by PETIS. As a result, we finally obtained the image of transport to the aerial part successfully. The stable isotope N has been widely used for the analysis of fixation and export. In this study, we fed N to the underground part of soybean plants for one hour and analyzed the time course of the distribution in the whole body. As a result, we found that about 10% of fixed nitrogen was exported from the root nodules in the initial one hour. From a methodological aspect, we concluded that the combination of N and N isotope is a strong tool for quantitative analysis of fixation and transport of nitrogen.
石井 里美; 井倉 将人*; 鈴井 伸郎; 尹 永根; 河地 有木; 小柳 淳*; Nguyen Van Phi, H.*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀
no journal, ,
植物にとって、窒素は最も重要な養分である。窒素栄養を効率よく獲得するために、ダイズ等のマメ科植物は根に根粒を形成し、根粒菌と共生することで、大気中の窒素を固定する機能を持つ。われわれはダイズの窒素栄養の獲得機構を解明することを目的として、N標識窒素ガス(Nガス)を精製し、ポジトロンイメージング技術を用いて、根粒が窒素を固定する様子を可視化することに成功している。しかしながら、固定された窒素化合物がダイズの葉や実へ移動する様子は観察できていない。移動を観察するためには、100MBq以上のNガスが必要であると考えられるが、これまでの精製方法では十分量の回収が困難であった。そこで本研究では、高純度のNガスを100MBq以上の収量で回収し、窒素栄養動態のイメージングを可能にする、新しい製造方法を開発することを目的とした。新しい精製方法により約100MBqのNガスを含むトレーサガスを25mLで回収することができた。また、ガスクロマトグラフィーの分析結果には、NOのピークは認められなかった。すなわち本精製方法によりNOがNに完全に還元されていることがわかった。また、ダイズ植物の根に投与し、ポジトロンイメージングを行った結果、根粒及び茎にシグナルが認められ、窒素固定及び固定された窒素化合物の移行を観察することができた。