櫟山螢雪研究所
When that I was and a little tiny boy,
   With hey, ho, the wind and the rain,
A foolish thing was but a toy,
   For the rain it raineth every day.
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A great while ago the world begun,
   With hey, ho, the wind and the rain,
But that's all one, our play is done,
   And we'll strive to please you every day.

　　　　　　　　　　　　                  　from Twelfth Night


Treasure Island




　サンプルを10mmの試験管にそのまま放り込んで測定するとシグナルが出ることが魅力だった。この測定法は、グロスNMRと言われていたが、電磁石のNMR装置を使用していた間は、不安定で結果に結びつかなかった。やはり、化合物を抽出して、部分精製をしなければ測定は不可能と考え始めた1980年代中頃、超伝導磁石を備えたNMR装置が導入され、シャープなスペクトルが安定して得られるようになって事情が変わった。NMRは、感度が低いために研究に応用できる場面は限られていたが、定常的に種々の穀物を栽培し、収穫していたから、片っ端から登熟中あるいは発芽中の種子を放り込んで測定した。種子は貯蔵化合物を多量に保持しているのでNMRには良好な測定対象だった。さらに、当時、オーストラリアでミクロNMR-イメージング（NMR-顕微鏡と言われていた）の先駆者Dr. Callaghanの研究を援助していた小川秀治郎氏が帰国して、イメージング装置を制作してくれたことが、若い仲間の研究意欲を刺激したと思う。
　食品として色々な面で利用されている発芽オオムギについて、胚乳に他の多糖類とともにマルトースとショ糖が蓄積するというPollock（1962）の報告に興味を持ち、マルトースが種子のどの部分に、どのように蓄積するかということを追跡することを思いついた。
　オオムギは研究対象の作物ではなかったけど、水稲葉の光合成における光化学反応系の比較植物として、クロロフィルbの生合成に欠損があるクロリナf2を知人から頂き、母本であるWild-typeとともに、毎年、栽培していた。それも、幼植物からプロトプラストという細胞壁を除去した単離細胞を取り出して光化学反応を観察しようと大量な種子をストックしていたことが、測定の動機だったと思う。
　この測定は、グロス13C-NMR（Schaefer and Stejskal, 1974; Yoshida et al., 1989）とミクロイメージング（Eccles and Callaghan,1986; Connely et al., 1987;Johnson et al., 1987; Brown et al., 1988）とが、植物組織の形態を細胞レベルの分解能で観測し、同時に、その機能を研究する有用な手法であることを示すことを目的とした初期の研究の一つである。JEOL GSX-270超伝導磁石のNMR装置、ミクロイメージングシステム、径10mmの高分解能イメージング検出器を使用し（Ishida et al., 1991）、13C-NMRスペクトルによる非破壊的糖の検出と、1H-NMRイメージによる形態観察およびスペクトルイメージングによる糖の局在の検出を行った分かり易い例であると思う。
　胚乳はシュートが着いている外頴側の胚付近から可溶化された。胚乳の可溶化によって生成されるのは二糖類のマルトースである。6日目までに子実の維管束を囲む内頴側も可溶化され、その後、蓄積した糖は減少した。一方、シュートの維管束で糖が検出された。これは、生長のために転流されたものと思われる。しかし、シュートではマルトースは検出されず、グルコースとショ糖に変換されていた。発芽のために種子に蓄積された貯蔵化合物は、約一週間で消費され、オオムギの幼植物は、従属栄養から光合成に依存した独立栄養に移行するものと考えられる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（研究員）
　

文献
Pollock JRA（1962）The nature of the malting process.In  Barley and Malt: Biology, Biochemistry, Technology (ed. AH Cook),pp303-398. Academic Press,
New York.
Schaefer J and Stejskal EO (1974) Carbon-13 nuclear magnetic resonance measurement of oil composition in single viable soy-beans. J Amer Oil
Chemists’ Soc 51: 210-213.
Yoshida M, Kano H, Ishida N. Yoshida T (1989) Non-destructive analysis of the oil composition of soybean seeds bynaturalabundance carbon-13 nuclear
magnetic resonance spectroscopy. Agric Biol Chem 53: 1395-1400.
Eccles CD and Callaghan PT (1986) High-resolution imaging. The NMR microscope. J Magn Reson 68: 393-398.
Connelly A, Lohman JAB, Loughman BC, Quiquampoix H and Ratcliffe RG (1987) High resolution imaging of plant tissues byNMR.J Exptl Bot 38: 1713-1723.
Johnson GA, Brown J and Kramer PJ (1987) Magnetic resonance microscopy of changes in water content in stemsoftranspiring plants. Proc Natl Acad
Sci USA 84:2752-2755.
Brown JM, Thomas JF, Cofer GP, Johnson GA (1988）Magnetic resonance microscopy of stem tissues of Pelargonium hortorum.Botanical Gazette 149:
253-259.
Ishida N, Kano H and Ogawa H (1994）Diffusive effect induced by a strong magnetic field gradient in1H-NMR micro-imagingofplant tissues. Biosci Biotech
Biochem 58: 9-13.

          A great while ago the world began,
               With hey-ho, the wind and the rain;
           But that's all one, our play is done,
               And we'll strive to please you every day.