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山浦 遼平さんが日本宇宙生物科学会第35回大会で優秀発表賞を受賞

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受賞者

山浦 遼平さん(理工学教育部 生物学専攻 修士課程 2年)

学会名

日本宇宙生物科学会第35回大会

題目

ヒメツリガネゴケ仮根系の X 線マイクロ CT による可視化の試み

研究業績成果の概要

最初の陸上植物であるコケ植物仮根系の重力応答の解明は,陸上植物地下部の重力応答の進化の解明の鍵となる.私たちは国際宇宙ステーション内で育てたヒメツリガネゴケ(Physcomitrium (Physcomitrella) patens (Hedw.) Bruch & Schimp. subsp. patens)の試料を軌道上で化学固定し,地上でパラフィンに包埋し,SPring-8での屈折コントラストX線µCT撮影を行い,仮根系の立体再構成を試みた.連続するCTスライス上で,仮根と見られる線状構造は3通りの形態をとっていた.切片の顕微鏡観察により線状構造が仮根であることが部分的に確認された.他方で,これらの構造は数が極めて多いため,自動でのセグメンテーションを試行した.構造を抽出するため,ImageJの輪郭抽出(Canny法)と機械学習プラグインTrainable Weka Segmentation (TWS)を用いた.線状構造を手動でラベルした正解画像と自動セグメンテーションによる予測画像を比較し予測精度を評価した.予測精度の指標として正解率,F1スコア及びIntersection over Union (IoU) を求め,指標間で比較した結果,TWSの予測精度はCanny法と比べ高い傾向が見られた.そこでTWSでの予測結果を細線化し表面モデルを描画したところ部分的に不自然な構造の繋がりや途切れがみられた.より精度の高いセグメンテーション法の模索と表面モデルからの形態データの定量法の検討が今後の課題である.本研究はJAXA 宇宙科学研究所宇宙環境利用専門委員会2020年度フロントローディング研究費による助成を受けた.X線CT観察はJASRI利用課題2020A1264で行った.

研究者コメント(感想など)

ここまで研究を進めてこられたのは、ご指導頂いた先生方や実験等でご協力頂いた方々のお陰です。この場を借りて感謝申し上げます。まだまだ課題点も多く残されているので、それらを解決すべくこれからも研究に取り組んでいきたいと思います。

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X線マイクロCTのため,SPring-8でヒメツリガネゴケ試料の撮影準備を行う山浦遼平さん