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論文

Quantitative analysis of the initial transport of fixed nitrogen in nodulated soybean plants using $$^{15}$$N as a tracer

Hung, N. V. P.*; 渡部 詩織*; 石川 伸二*; 大竹 憲邦*; 末吉 邦*; 佐藤 孝*; 石井 里美; 藤巻 秀; 大山 卓爾*

Soil Science and Plant Nutrition, 59(6), p.888 - 895, 2013/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.52(Plant Sciences)

The quantitative analysis of the initial transport of fixed $$^{15}$$N in intact nodulated soybean plants was investigated at the vegetative stage and pod-filling stage by the $$^{15}$$N pulse-chase experiment. The nodulated roots were exposed to N$$_{2}$$ gas labeled with a stable isotope $$^{15}$$N for 1 hour. Plant roots and shoots were separated into three sections with the same length of the main stem or primary root. Approximately 80% and 92% of fixed N was distributed in the basal part of the nodulated roots at vegetative and pod-filling stage the end of 1 hour of $$^{15}$$N$$_{2}$$ exposure, respectively. In addition, about 90% of fixed $$^{15}$$N was retained in the nodules and 10% was exported to root and shoot after 1 hour of $$^{15}$$N$$_{2}$$ exposure at pod-filling stage. The percentage distribution of $$^{15}$$N in the nodules at pod-filling stage decreased from 90% to 7% during the 7 hours of the chase-period, and increased in the roots (14%), stems (54%) leaves (12%), pods (10%), and seeds (4%). The $$^{15}$$N distribution was negligible in the distal root segment, suggesting that nitrogen fixation activity was negligible and recycling fixed N from the shoot to the roots was very low in the initially short time of the experiment.

論文

Effect of nitrate on nodulation and nitrogen fixation of soybean

大山 卓爾; 藤掛 浩行*; 八島 裕幸*; 七夕 小百合*; 石川 伸二*; 佐藤 孝*; 西脇 俊和*; 大竹 憲邦*; 末吉 邦*; 石井 里美; et al.

Soybean Physiology and Biochemistry, p.333 - 364, 2011/11

Soybean Physiology and Biochemistryの中の、ダイズ植物の根粒形成及び窒素固定に対する硝酸の影響という章で研究成果をまとめている。窒素固定について、$$^{13}$$N標識窒素ガスを製造し、非侵襲的にイメージングし、定量することができた。硝酸処理下で$$^{11}$$C標識二酸化炭素を投与して光合成産物の根への分配をPETISにより観察し、さらに根粒の成長との関連を調べた。ひとつの植物の根を、硝酸処理区と無処理区に分けて$$^{11}$$C標識光合成産物の根への移行を観察したところ、硝酸処理区の根への移行が早いことがわかった。$$^{13}$$N標識硝酸を根粒着生株と非着生株の根に与え、硝酸処理区,無処理区で吸収,移行の様子を観察したところ$$^{13}$$N標識硝酸の吸収,移行に差はなかった。このことから、根粒の着生は硝酸の吸収,移行に影響を与えないことがわかった。根粒の窒素固定や硝酸の影響に関してPETISを用いたデータが大きく貢献している。

論文

Regulation of root nodule formation in leguminous plants

伊藤 小百合; 藤巻 秀; 加藤 太一*; 大竹 憲邦*; 末吉 邦*; 大山 卓爾*

Nitrogen assimilation in plants, p.205 - 214, 2010/07

Leguminous plants can form root nodules as symbiotic organs with soil bacterium rhizobia. The rhizobia fix atmospheric nitrogen in nodules, and the host plants can use this fixed nitrogen in exchange for providing photosynthate as an energy source. The nodule formation is regulated systemically in the host plants to prevent excess nodulation. This process is referred to as autoregulation of nodulation (AON), which includes communication between shoot and root. Hypernodulation mutants, a part of the AON is impaired, can form large number of nodules than the wild type. Using the hypernodulation mutants is thought to be an effective approach to clarify the mechanism of the AON. Recently, we found that the AON is related to the control system of leaf cell proliferation by analysis of the growth of the mutants. In this report, the AON mechanism is reviewed especially in relations to physiological features of the hypernodulation mutants.

論文

The Production of $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas tracer and the imaging of nitrogen fixation in soybean nodules

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 松橋 信平; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 106, 2009/12

The nodule is a symbiotic organ of leguminous plants with rhizobium. Soybean plants utilize nitrogen (N) fixed by nodules from atmospheric N$$_{2}$$. Until now, $$^{15}$$N, a stable isotope, has long been used for studies of N$$_{2}$$ fixation. However, because this method is invasive, it has been difficult to analyze an instant response to an environmental (ex. temperature, light) changes. The purpose of our study is to image the N$$_{2}$$ fixation and analyze the kinetics quantitatively and noninvasively by using nitrogen gas labeled with $$^{13}$$N (half life: 10 min), a positron emitting isotope, and PETIS (positron-emitting tracer imaging system). Previously, we succeeded in producing $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas However, it was required to purify the gas because it was likely to contain physiologically active $$^{13}$$N-labeled impurities. In this paper, we report development of a new method of production of pure $$^{13}$$N$$_{2}$$ and the imaging of nitrogen fixation.

論文

Real-time imaging of nitrogen fixation in an intact soybean plant with nodules using $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

Soil Science and Plant Nutrition, 55(5), p.660 - 666, 2009/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:69.71(Plant Sciences)

Real-time images of nitrogen fixation in an intact nodule of hydroponically cultured soybean (Glycine max [L] Merr.) were obtained. In this study, we developed a rapid method to produce and purify $$^{13}$$N (half life: 9.97 min)-labeled radioactive nitrogen gas. $$^{13}$$N was produced from the $$^{16}$$O (p, $$alpha$$) $$^{13}$$N nuclear reaction. CO$$_{2}$$was filled in a target chamber and irradiated for 10 min with protons at energy of 18.3 MeV and electric current of 5 $$mu$$A which was delivered from a cyclotron. All CO$$_{2}$$ in the collected gas was absorbed and removed with powdered soda-lime in a syringe, and replaced by helium gas. The resulting gas was injected into GC and separated, and 35 mL of fraction including the peak of [$$^{13}$$N]-nitrogen gas was collected by monitoring the chromatogram. The obtained gas was mixed with 10 mL of O$$_{2}$$ and 5 mL of N$$_{2}$$ and used in the tracer experiment. The tracer gas was fed to the underground part of intact nodulated soybean plants and serial images of distribution of $$^{13}$$N were obtained noninvasively using PETIS (positron-emitting tracer imaging system). The rates of nitrogen fixation of the six test plants were estimated as 0.17 $$pm$$ 0.10 $$mu$$mol N$$_{2}$$h$$^{-1}$$ (mean $$pm$$ SD) from the PETIS image data. The decreasing rates of assimilated nitrogen were also estimated as 0.012 $$pm$$ 0.011 $$mu$$mol N$$_{2}$$h$$^{-1}$$ (mean $$pm$$ SD).

論文

The Production of $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas for imaging of nitrogen fixation by soybean nodule

石井 里美; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 河地 有木; 松橋 信平; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 111, 2008/11

The nodule is a symbiotic organ of leguminous plants with rhizobium. Soybean plants utilize nitrogen (N) fixed by nodules from atmospheric N$$_{2}$$. Until now, $$^{15}$$N, a stable isotope, has long been used for kinetics of N$$_{2}$$ fixation and dynamics of transport of fixed N. However, because this method is invasive, it has been difficult to analyze an instant response to an environmental (ex. temperature, light conditions) change with these methods because they are invasive. We are planning to image and analyze such kinetics and dynamics quantitatively and noninvasively by using nitrogen gas labeled with $$^{13}$$N (half life: 10 min), a positron emitting isotope, and PETIS (positron imaging tracer imaging system). In this paper, we report the synthesis and purification of $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas ($$^{13}$$N$$_{2}$$).

論文

Interaction between nitrogen nutrients acquisition function and distribution of photosynthetic products

大山 卓爾*; 末吉 邦*; 大竹 憲邦*; 伊藤 小百合*; 石橋 弘規*; Hara, T.*; Kimura, T.*; 松橋 信平; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 122, 2007/02

As nodulated leguminous crops grow, they assimilate both gaseous nitrogen and combined nitrogen. Combined N especially the NO$$_{3}$$$$^{-}$$ form inhibits all phases of nodulation and N$$_{2}$$ fixation process, although the mechanism have not been fully elucidated. Tungstate is a non-essential element for plant growth, which exerts harmaful effects on plants. When tungstate is applied to the plant medium, it competes with molybdate and inhibits some enzymes, which have a Mo cofactor in the active site such as nitrate reductase and nitrogenase. Application WO$$_{4}$$$$^{2-}$$ to the culuture medium diturbed nitrate transport to the shoot. In this report, WO$$_{4}$$$$^{2-}$$ was introduced into cut end of petiole of primary leaf and investigated that $$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$ transport from root to shoot was inhibited or not.

口頭

$$^{13}$$N$$_{2}$$によるダイズ根粒菌窒素固定イメージングの試み

石井 里美; 大竹 憲邦*; 石岡 典子; 鈴井 伸郎; 藤巻 秀; 松橋 信平; 大山 卓爾*

no journal, , 

根粒菌は大気中窒素を固定し、植物体に窒素栄養を供給している。本研究では$$^{13}$$N$$_{2}$$ガスを用いてダイズ植物における固定窒素の分布をイメージングすることを目的とした。供試植物として、種子接菌し水耕栽培した播種後35日のダイズ植物(Glycine max [L.] Merr.) cv. Williamsを用いた。$$^{13}$$N$$_{2}$$はCO$$_{2}$$ + 10%Heにプロトンビームを照射して製造した。根粒の着生したダイズ植物の根に$$^{13}$$N$$_{2}$$を10分間投与し、集積をBASで解析した。その結果、根粒着生部位に$$^{13}$$Nのシグナルを得ることに成功したので報告する。

口頭

窒素固定イメージングのための13N標識窒素ガスの製造

石井 里美; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 河地 有木; 伊藤 小百合; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

ダイズの根に共生する根粒菌は根粒を形成し、空中の窒素を固定する。根粒は固定した窒素(固定窒素)を他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。これまで根粒による窒素固定の活性はアセチレン還元活性測定法を、固定窒素の輸送については15N標識法を用いて研究されてきた。しかし、これらの方法は侵襲的であるために、例えば光や温度の変化に対する数時間内の窒素固定や固定窒素の輸送の変化といった、環境変化に対する短時間の生理的な応答を解析することは難しかった。そこで本研究では13Nにより標識した窒素ガス(13N標識窒素ガス)を用いて、窒素固定の活性及び固定窒素の輸送を非侵襲的にイメージングし、定量的に解析することを目的とした。本発表ではその窒素固定イメージングを可能にする13N標識窒素ガスの製造に成功したので報告する。

口頭

窒素固定イメージングのための$$^{13}$$N標識窒素ガスの製造

石井 里美; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 河地 有木; 松橋 信平; 藤巻 秀; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*

no journal, , 

ダイズの根に共生する根粒菌は根粒を形成し、空気中の窒素を固定する。根粒は、固定した窒素(固定窒素)を他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。これまで、窒素固定の活性や固定窒素の輸送については$$^{15}$$N標識法を用いて研究されてきた。しかし、これらの方法は侵襲的であるために、例えば光や温度の変化に対する数時間内の窒素固定や固定窒素の輸送の変化といった、環境変化に対する短時間の生理的な応答を解析することは難しかった。そこで本研究では$$^{13}$$Nにより標識した窒素ガス($$^{13}$$N標識窒素ガス)を用いて、窒素固定の活性及び固定窒素の輸送を非侵襲的にイメージングし、定量的に解析することを目的とした。本発表ではその窒素固定イメージングを可能にする$$^{13}$$N標識窒素ガスの製造について報告する。

口頭

$$^{13}$$N-標識窒素ガスを用いたダイズ根粒における窒素固定の非侵襲的イメージング

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 河地 有木; 石岡 典子; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

ダイズの根に形成した根粒は窒素を固定し、固定した窒素(固定窒素)を他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。これまで、高等植物における窒素固定や固定窒素の輸送といった窒素の動態に関する研究は、おもに安定同位体の$$^{15}$$Nにより窒素を標識する方法が用いられてきた。しかし、安定同位体を用いる方法は侵襲的な分析を必要とするため、例えば光や温度の変化に対する数時間内の窒素の固定や固定窒素の輸送の変化といった、環境変化に対する短時間の生理的な応答を解析することは難しかった。そこで本研究では、放射性同位体の$$^{13}$$N(半減期9.97分)により標識した窒素ガスを用いることにより、窒素の固定及び固定窒素の輸送の非侵襲的なイメージングを実現すること、さらに生理機能の定量的な解析を実現することを目的とした。本発表では、高純度の$$^{13}$$N標識窒素ガスの製造法を開発し、PETIS(positron-emitting tracer imaging system)を用いて根粒に固定される窒素の非侵襲的イメージングと、窒素固定速度の定量に成功したので報告する。

口頭

Real-time imaging of nitrogen fixation in an intact soybean plant

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

To know kinetics of N$$_{2}$$ fixation and transport of fixed N, a stable isotope, $$^{15}$$N has been widely used. However, it has experimental limitations to analyze a quick (rapid) response to environmental changes such as temperature or light conditions with this method because it is invasive. We have developed imaging technique by using nitrogen gas labeled with a radio isotope $$^{13}$$N (half life: 9.97 min), and PETIS (positron-emitting tracer imaging system) successfully, and we analyzed kinetics of fixation and fixed N quantitatively and noninvasively. In this study, we developed a rapid method to produce and purify $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas. The gas was mixed with 10 ml of O$$_{2}$$ and 5 ml of N$$_{2}$$ and 35 ml of helium, and the gas mixture was used in the tracer experiment. The tracer gas was fed to the underground part of intact nodulated soybean plants and serial images of distribution of $$^{13}$$N were acquired by PETIS. The rates of nitrogen fixation of the six test plants were estimated as 0.17$$pm$$0.10 $$mu$$mol N$$_{2}$$ h$$^{-1}$$ from the dynamic data of PETIS images. The decreasing rates of assimilated nitrogen were also estimated as 0.01$$pm$$20.011 $$mu$$mol N$$_{2}$$ h$$^{-1}$$.

口頭

A Non-invasive visualizing technique for observing the symbiotic nitrogen fixation using $$^{13}$$N

藤巻 秀; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 石岡 典子

no journal, , 

ポジトロンイメージング及び窒素13標識窒素ガストレーサを用いて、生きたダイズの根粒における共生的窒素固定の画像化と定量的解析を行った。ポジトロンイメージングは総合的な技術であり、近年ではわれわれはカドミウム107トレーサの製造などの技術開発を行ってきた。ダイズにおける窒素固定の研究へのポジトロンイメージング技術の応用について、おもにトレーサ開発などの技術論的観点から総合的に考察する。

口頭

$$^{13}$$N標識窒素ガスを用いたダイズ根粒における窒素固定の非侵襲的画像化

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

ダイズに共生する根粒は空気中の窒素を固定し、他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。ダイズ植物の成長や、ダイズ子実の生産量を増やすためには窒素固定や固定窒素の輸送といった窒素の動態を定量的に解析し、制御することは重要である。そこで本研究では、放射性同位体の$$^{13}$$N(半減期9.97分)で標識した窒素ガスとPETIS(positron-emitting tracer imaging system)を用いることにより、窒素の固定及び固定窒素の輸送の非侵襲的なイメージングに加え、生理機能の定量的な解析を実現することを目的とした。ガスクロマトグラフィーを用いて短時間のうちに$$^{13}$$N標識窒素ガスを単離し、一定の酸素,窒素の非放射性ガスを混合することでトレーサーガスとした。このトレーサーガスを、根粒を形成したダイズ植物個体の地下部に与え、根粒に固定される窒素をPETISにより非侵襲的にイメージングした。この結果、根粒に明瞭な$$^{13}$$Nシグナルが検出され、窒素固定を観察することに成功した。また、イメージングデータから窒素固定速度の定量値を算出することに成功した。

口頭

ポジトロンイメージング技術を用いたダイズ根粒における窒素固定の非侵襲的画像化

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

ダイズは根粒菌と共生して根粒を形成し、根粒菌が固定した空中の窒素を利用している。根粒は固定した窒素(固定窒素)を他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。ダイズ植物の成長や、ダイズ子実の生産量を増やすためには窒素固定や固定窒素の輸送といった窒素の動態を定量的に解析し、制御することは重要である。窒素固定や固定窒素の輸送は光や温度といった環境の変化に対して短時間の間に生理的な応答を示し、数時間内に変化する。したがって、環境の変化に対する窒素固定や固定窒素の動態の数時間内における変化を解析するためには非侵襲的な方法が必要となる。本研究では、放射性同位体の$$^{13}$$N(半減期9.97分)により標識した窒素ガス($$^{13}$$N$$_{2}$$)とPETIS(positron-emitting tracer imaging system)を用いることにより、窒素の固定及び固定窒素の輸送の非侵襲的なイメージングを実現した。

口頭

$$^{13}$$N標識窒素ガスによるダイズ根粒菌窒素固定イメージング

石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀

no journal, , 

ダイズなどのマメ科植物は、土壌微生物である根粒菌が根に感染すると「根粒」という共生器官を形成する。根粒は空中の窒素を固定し、固定した窒素を他の部位に輸送することで植物体に窒素栄養を供給する役割を持つ。これまで根粒による窒素固定の活性,固定窒素の輸送についてはN-15標識法を用いて研究されてきた。しかし、これらの方法は侵襲的であるために、例えば光や温度といった条件の変化に対する窒素固定や固定窒素の輸送の応答、すなわち栽培環境変化に対するそれらの生理的な応答を解析することは難しかった。そこで本研究ではN-13により標識した窒素ガス(13N標識窒素ガス)トレーサー及びPETIS(positron-emitting tracer imaging system)を用いて、窒素固定の活性及び固定窒素の輸送を非侵襲的にイメージングし、定量的に解析することを目的とした。

口頭

Non-invasive imaging of nitrogen fixation and carbon translocation in intact soybean plants using a positron-emitting tracer imaging system

石井 里美; 伊藤 小百合*; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 河地 有木; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾; 藤巻 秀

no journal, , 

The positron-emitting tracer imaging system (PETIS) is one of the non-invasive imaging tools using specialized for plant nutrition. PETIS can visualize radiotracer in a living organism and provides real-time 2D images like a video camera. We visualized nitrogen fixation and carbon translocation in intact nodulated soybean plants. We developed a rapid method to produce and purify $$^{13}$$N-labeled nitrogen gas, and fed it as a mixture of N$$_{2}$$, O $$_{2}$$ and He (10:20:70) to the underground part. As a result, serial images of distribution of the fixed $$^{13}$$N were obtained, and the N$$_{2}$$ fixation rates were estimated from the PETIS data. Allocation of photosynthates to root nodules was analyzed non-invasively using $$^{11}$$CO$$_{2}$$. $$^{11}$$C-photosynthates were transported to the root base within about 20 min and to the root tips within one hour after feeding of $$^{11}$$CO$$_{2}$$ to the leaves. Most of the $$^{11}$$C-photosynthates in the underground part were localized to the root base where many nodules were formed. It was shown that larger amount of $$^{11}$$C-photosynthates was transported into the nodules on the root base than into those on the distal regions. This suggested that the position of nodules in the roots may be a dominant determining factor for the sink activity of the photoassimilates, and that the basal nodules may have higher nitrogen fixation activity.

口頭

$$^{15}$$Nによるダイズ根粒における固定窒素の転流の定量的解析

Hung, N. V. P.; 渡部 詩織*; 石川 伸二*; 大竹 憲邦*; 末吉 邦*; 石井 里美; 藤巻 秀; 大山 卓爾*; 八島 裕幸*

no journal, , 

ダイズ等のマメ科植物にとって、根粒菌による窒素固定は重要な窒素の獲得機構である。根粒菌による窒素固定、及び固定された窒素化合物の植物内の転流を、窒素15をトレーサとして二つの異なる生育ステージにおいて調べた。窒素15標識窒素ガスを播種後36日、91日のダイズの地下部に投与し、トレーサ投与後1-8時間において2時間ごとにサンプリングし、根粒,葉,茎,根などにおける部位別の固定量を質量分析装置によって調べた。その結果、どちらの生育ステージでも根粒からの固定窒素の流出割合は、最初の1時間では1割程度とかなり少ないが、その後、各器官への移行が活発になり、特に地上部への移行割合が8時間後には5割に達した。根では根の上部に着生した根粒の活性が最も高く、固定窒素の根下部への移動はほとんどないことが確認された。これらの結果は播種後日数によらず、同じ傾向であった。

口頭

Analysis of the initial transport of fixed nitrogen and the effect of O$$_{2}$$ partial pressure on nitrogen fixation in soybean using nitrogen isotopes

Hung, N. V. P.; 渡部 詩織*; 石川 伸二*; 大竹 憲邦*; 末吉 邦*; 佐藤 孝*; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 尹 永根; et al.

no journal, , 

The quantitative analysis of initial transport of fixed nitrogen in intact nodulated soybean plants was conducted by the $$^{15}$$N pulse-chase experiment. Approximately 90% of fixed $$^{15}$$N was retained in the nodules and the $$^{15}$$N distribution in the basal nodules (78%) was higher than that of in the middle (12%) and distal nodules (0.1%) after 1 hour of stable isotope $$^{15}$$N exposure. The distribution of fixed $$^{15}$$N in the nodules decreased from 90% to 7% and increased in the other part during the initial 7 hours of the chase-period. The impacts of oxygen in rhizosphere on the symbiotic nitrogen fixation in real-time was evaluated under various O$$_{2}$$ partial pressure. Soybean nodules were treated with mixed gas containing N$$_{2}$$ labeled with a radioisotope $$^{13}$$N and various concentrations of O$$_{2}$$, 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$$_{2}$$ and 10% O$$_{2}$$). There was no significant difference in the nitrogen fixation activity between 0% O$$_{2}$$ and 10% O$$_{2}$$.

口頭

窒素固定イメージングのための窒素13ガストレーサの製造

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

no journal, , 

われわれは、ポジトロンイメージング技術を用いて、非侵襲的に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いる。窒素固定、および固定窒素の移動の画像化を、ポジトロンイメージングにより実現するために、窒素13標識窒素ガスを高純度, 高収量で製造する方法を開発したので報告する。

口頭

ポジトロンイメージングによるダイズ植物における窒素固定および固定窒素の輸送の解析

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

no journal, , 

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、気体の窒素を固定するという、特有の窒素栄養の獲得機能をもつ。われわれは、窒素の唯一利用可能な放射性同位体である$$^{13}$$Nと、生きた植物中の元素の動きを非破壊的に可視化できるポジトロンイメージング装置を用いて、ダイズの窒素固定機能と固定した窒素化合物の輸送機能を解明することを目指している。$$^{13}$$Nの半減期は約10分であり非常に減衰が速いが、これまでに、イメージングに必要な高放射能の$$^{13}$$N標識窒素ガス([ $$^{13}$$N]N$$_{2}$$)を短時間で製造・精製し植物体に投与する技術を開発し、ポジトロンイメージング装置によってダイズの窒素固定の様子と固定窒素の移動を画像化することに成功している。また、画像データより、窒素が固定されてから1時間以内という初期の段階における、固定窒素の移動速度と分配パターンを明らかにした。

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