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黑料网生物机能开発利用研究センターの川勝 弥一 研究員、岡田 龍 研究員、同大学大学院工学研究科の原 光生 助教、同大学 未来社会创造研究所 ナノライフシステム研究部門の有馬 彰秀 特任講師、京都大学大学院理学研究科の野田口 理孝 教授 (兼：黑料网生物機能利用開発研究センター 特任教授) らの研究グループは、植物の生体分子であるmicro-RNA (miRNA)を簡易検出することで、生育状態を個別診断できるマイクロ流体デバイスを開発しました。
植物は环境変化に対して様々な生体分子を発现することで、ストレスに适応しています。我々の研究グループは、植物がストレスへの初期応答で発现する生体分子を検出することで、生育状态の早期诊断が可能であると考えました。本研究では、生体分子の一つである尘颈搁狈础を简易検出するマイクロ流体デバイスを开発し、それを用いてトマトの栄养状态を诊断することに成功しました。开発したデバイスは、植物の搾汁液をデバイスに导入することで、标的となる尘颈搁狈础を検出することができます。本技术を用いて、土壌の栄养素であるリンが欠乏した际に発现する尘颈搁狈础である尘颈搁399の検出を行なった结果、リン欠乏条件で生育したトマトから强いシグナルが検出され、リン欠乏状态であると诊断できました。加えて、リン欠乏と诊断されたトマトをリンが十分な条件に切り替えることで、ストレス障害を回避することができました。开発したデバイスは小型で、必要な操作は溶液の导入だけであるため、野外の栽培现场でも利用できる可能性があります。本研究の成果は、植物の生体分子を検出することで、ストレス症状が生じる前の早期段阶で生育状态を诊断できる技术として期待されます。
この研究成果は、2024年4月3日付国際誌「Plant Phenomics」に掲載されました。

【ポイント】

?植物がストレス応答時に発現するmicro-RNA （miRNA）^注1）を、叶の搾汁液から简易に検出することができるマイクロ流体デバイス^注2）を开発した。
?このデバイスによって、トマトのリン欠乏ストレスを早期诊断し、ストレス症状を回避させることに成功した。
?野外の栽培现场でも简便に生育状态を诊断できる可能性を持つ技术として、农业の効率化を通して食料问题などの解决に贡献することが期待される。

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【用语説明】

注1）micro-RNA （miRNA）：
遗伝子の発现を抑制する机能を持つ、18-25塩基程度の短い配列を持つ一本锁搁狈础。
注2）マイクロ流体デバイス：
微细な流路を有するデバイス。少量の流体を通して移动させることができる。

【论文情报】

雑誌名：Plant Phenomics
論文タイトル：Microfluidic device for simple diagnosis of plant growth condition by detecting miRNAs from filtered plant extracts
（植物の搾汁液から尘颈搁狈础を検出し、植物の生育状态を简易诊断するマイクロ流体デバイスの开発）
著者：Yaichi Kawakatsu, Ryo Okada, Mitsuo Hara, Hiroki Tsutsui, Naoki Yanagisawa, Tetsuya Higashiyama, Akihide Arima, Yoshinobu Baba, Ken-ichi Kurotani, Michitaka Notaguchi*　（＊責任著者）
DOI: 10.34133/plantphenomics.0162
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【研究代表者】