酢酸溶液施用によるスギ苗の乾燥耐性機構の解明とコンテナ苗育苗技術への応用
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20H03022
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
丹下 健 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20179922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草野 都 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60415148)
田野井 慶太朗 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90361576)
金 鍾明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90415141)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 乾燥耐性発現機構 / 酢酸施用 / スギ / 乾燥耐性誘導 / 酢酸吸収動態 / 遺伝子発現解析 / 代謝物解析 |
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| Outline of Research at the Start |
作物で、酢酸を根から吸わせると土壌乾燥に対する耐性が高まることが明らかになっています。この現象は、クエン酸や乳酸などの他の有機酸では認められず、酢酸特有の現象です。この現象が樹木でも認められるのかは明らかになっていません。本研究では、日本の代表的な造林樹種のスギを対象として、酢酸による乾燥耐性強化を確認し、その現象が、根から吸収された酢酸がどの器官に移動し、そこでどのような遺伝子が発現し、その結果生成された物質がどのように作用した結果として発現したのかを科学的に明らかにします。そして研究成果に基づいて、日本の林業に活かす提案をすることを目指しています。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究結果に基づいて、酢酸が根の通水機能に与える影響、根に施用した酢酸のスギ樹体内の移動、乾燥耐性誘導現象の確認のための実験条件の確立を中心に研究を実施した。苗長40cm程度のスギ苗を供試して、放射性炭素で標識した酢酸を根に施用し樹体内での移動・集積の経時変化を調べた結果、4時間以内には放射性炭素は枝条には到達しないこと、施用1日後に樹冠下部の枝条よりも樹冠上部の枝条に多く集積すること、枝条内の成長点に高濃度に集積すること、成長点に集積した放射性炭素は5日後でもほとんど移動しないことを明らかにした。固相マイクロ抽出-ガスクロマトグラフィー質量分析計によるスギ樹体内の酢酸の安定的測定方法を確立し、根に酢酸施用したスギ苗の成長点に酢酸が含まれることを明らかにした。酢酸による乾燥耐性誘導機構を明らかにするため、スギにおけるエピジェネティック情報を取得するためのスギ苗新芽からクロマチン免疫沈降解析に用いるクロマチン分画抽出法を確立した。発生過程をそろえた細胞および組織の取得方法を確立できず、精緻なクロマチン情報収集には至らなかった。酢酸による根の吸水機能の低下は、トマトとトウモロコシでも確認され、広範囲の植物種に共通する反応であることを明らかにした。酢酸施用による根の通水抵抗の増大が水チャネルであるアクアポリンの膜輸送機能の低下によるものであるかを明らかにするために、アクアポリンの通水機能阻害が明らかになっている水銀を施用した場合と比較した。酢酸施用と水銀施用は、根の通水機能を同様に阻害すること、酢酸施用では施用を解除すると速やかに通水機能が回復傾向を示すこと、水銀施用では発現量が減少するアクアポリンに関わる遺伝子がなかったが、酢酸施用では発現量が減少する遺伝子が認められることを明らかにし、水銀と酢酸ではアクアポリンの通水機能阻害機構が異なることを示唆した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
