2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Impacts of aerosols in East Asia on plants and human health |
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| Project/Area Number |
20120009
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
船田 良 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (20192734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 雄三 北海道大学, 大学院・農学研究院, 助教 (90226043)
黒田 克史 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (90399379)
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| Keywords | エアロゾル / ブラックカーボン / 電界放射型走査電子顕微鏡 / 葉の表面構造 / 気孔密度 / 気孔開孔面積 / ワックス層 / 樹木生態生理学 |
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| Research Abstract |
本研究の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが樹木の生命現象に与える影響を実験的に解明することである。そこで、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種顕微鏡イメージング技術を用いて可視化し、樹木の成長や生理学的機能との関連性を明らかにすることが必要である。平成22年度は、ブラックカーボン粒子の可視化の方法の確立と、人為的に短期および長期暴露したブラックカーボン粒子をナノレベルで解析し、葉の表面構造との関連性を解析することを目標とした。
日本産およびインドネシア産樹木の葉のレプリカ像を観察したところ、凹凸の大きさ、毛状突起の有無やその形態、気孔の大きさやその形態など樹種により表面構造が大きく異なっていた。気孔密度や気孔長さの違いは、エアロゾル粒子による気孔の塞がりやすさに影響を与えると考えられる。ブラックカーボンを短期および長期曝露した樹種の葉表面に、ブラックカーボン由来の50～100nmの粒子の吸着が観察された。カーボンの粒子塊は、平滑な葉面上でも毛状突起上でも同様に吸着していた。毛状突起が発達した樹種では、葉の内表面や気孔へのカーボン粒子の吸着量が影響を受けると考えられる。ブラックカーボンを長期曝露させたカラマツとスギの葉表面において、ブラックカーボンの粒子塊は葉表面の中でも特にチューブ型ワックスが疎に分布する部分に認められた。一方ブラックカーボンの粒子塊は、気孔近くのチューブ型ワックスが密に覆う部分には認められない傾向があった。チューブ型ワックスは、ブラックカーボンの沈着を防ぐ機能をもつ可能性が考えられる。針葉樹においては、気孔表面の構造的な特徴から、ブラックカーボン粒子が気孔から取り込まれにくいと考えられる。したがって、葉の表面構造の樹種間差異とブラックカーボンの葉への吸収・吸着状態の違いには密接な関連性が存在すると考えられる。
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