Letter to Students: Appendix [Ⅰ]

Letter to Students [Appendix Ⅰ]

　　樹木のダイナミック（k-空間q-空間）イメージング
　植物にとって水のダイナミックス（細胞間の水の移行およびサッ
プフロー）は、組織の活動維持と蒸散流として個体の統一性を図
るために不可欠な役割を担っている。Callaghan（1991）によって発
展されたk-空間q-空間イメージング法では、組織別に植物体内
の水の運動性、および、水の長距離輸送という特定な生理機能
を観測することができる。ここでは、水の空間的移行測定の技術
的基礎であるPFG（パルス磁場勾配）を用いた拡散測定法
（Stejskal and Tanner, 1965）、水の流れをスピンの回転位相にエ
ンコードしてフーリエ変換によって速度に対応した軸を形成するq-
空間イメージング法、および、結果から得られる樹木の生理的情
報について考察する。

① ダイナミックイメージングの測定は、スピンエコー2D-FT
　　　（k-空間）イメージング法における180度リフォーカスパルスを
　　　挟んで同一強度のパルス磁場勾配（PFG）を、段階的に強度
　　　を変えて加えることによって行われる。
② 静止水と流水により構成されたファントムを用いて、強度を
　　　段階的に変えてイメージに対するPFGの影響を調べた。イ
　　　メージシグナルの対数プロットは、PFGを強くするとGの自乗
　　　に比例して減衰した。また、各強度のGを加えた2Dイメージ
　　　には、流れの影響が認められなかった。
③ 段階的にPFGの強度を変えて測定した2Dイメージを、一つの
　　　3Dイメージデーターに積み上げてフーリエ変換すると、X-Y
　　　軸が実（k-）空間、Z軸が流れを表すq-空間からなる3Dイ
　　　メージを構築することができる。流れの速度はZ軸方向のス
　　　ピン密度のシフト（ダイナミックディスプレイスメント）と比例
　　　する。
④ トウネズミモチの枝について、PFGの強さを段階的に変えた
　　　一セットの測定から、形態を表す1H-NMRイメージ、細胞間
　　　の代謝活性を表す拡散係数イメージ、蒸散速度を表す流れ
　　　のイメージを同時に得ることができる。
⑤ PFGの自乗に対するシグナル減衰の対数プロットは三本の
　　　直線に折れ、三成分の拡散係数が検出された。最も高い
　　　値は、純水の拡散係数を超えた。
⑥ 組織の水は形成層が多く、二次木部は少ない。一次木部は
　　　二次木部より多く、髄の水は検出できなかった。拡散係数は
　　　二次木部が高く、形成層は低かった。蒸散流は二次木部の
　　　導管の配列に沿って検出された。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〔研究員〕
　　

　　参考文献：
　　　 Kano and Koizumi (2014) Dynamic state of water in excised Ligustrum lucidum branches observed by dedicated micro-magnetic resonance imaging.Plant 2: 33-40.
　Kano and Koizumi (2014) Seasonal changes in the dynamic state of water for excised cherry branches (Prunus lannesiana) observed using dedicated micro-magneticresonance imaging.Plant2:60-67.
　