2019 Fiscal Year Annual Research Report
周囲環境応答としての植物成長特性の力学的最適化の柔軟性
| Project Area | Elucidation of the strategies of mechanical optimization in plants toward the establishment of the bases for sustainable structure system |
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| Project/Area Number |
18H05490
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤原 徹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80242163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三輪 京子 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50570587) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞壁 / 力学特性 / 栄養応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は栄養条件に応じて成長のパターンを変化させる。植物の根は栄養の獲得と併せて地上部を支え水分を吸収する役割があり、このような栄養に応じた成長パターン変化は根の持つ様々な機能の発現の中で起こるものと考えられ。本研究は植物の栄養や水分環境に対する応答について分子遺伝学的解析に加えて植物組織や細胞の力学的な側面からの理解を深め、これらの解析を統合することを通じて、植物が持つ環境に応じた応答能力の力学的な構造を理解し、新たなモジュール構造等を提案することを目的として進めている。
本年度の研究実績を列挙する。植物の栄養条件に応じた応答研究としては、昨年度までの研究で見出した栄養条件に応じた根の成長パターン変化についての通常の株と異なるパターンを示す変異候補株について、その表現型を確認し、交配などを進め原因となる遺伝子を推定することができた。栄養に対する屈性現象と水分屈性や重力屈性との関連を調べるために、根に栄養濃度の勾配と水ポテンシャル勾配の両方を与えて挙動を調べたところ、水分屈性を示す条件では栄養に対する応答が弱くなる傾向が見出された。また側根のタイプによる応答の違いも見られた。根の力学的な測定系については、樹脂製の細い柱の間に根を伸長させて柱の変位をもとに根のヤング率を測定することができるようになり、栄養条件や変異による影響を調査した。力学的刺激に対する植物の応答を見るために、ポプラを毎日５分間振動させ成長に及ぼす影響を見たところ、刺激を与えた場合の方が太い根が増える傾向がみられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
力学的な測定計も確立し、変異株の解析も順調に進んだ。複数の屈性現象の相互関係についての調査も行うなどでき、本年度予定していた研究を実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実績や経験に基づき、来年度以降も引き続き細胞壁の化学組成と力学特性、成長パターンの間の関係を明らかにしていく予定である。
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