1993 Fiscal Year Annual Research Report
酸性硫酸塩土壌の特性および強酸性化現象にともなう樹木の生理反応と耐性種の検索
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03404009
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐々木 恵彦 東京大学, 農学部, 教授 (20196158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 克己 東京大学, 農学部, 助手 (80211895)
丹下 健 東京大学, 農学部, 助手 (20179922)
井出 雄二 東京大学, 農学部(林), 助教授 (90213024)
八木 久義 東京大学, 農学部, 助教授 (80191089)
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| Keywords | 酸性硫酸塩土壌 / パイライト / 熱帯産アカシア / Al過剰ストレス / Mn過剰ストレス / 硫酸酸性ストレス / プロトプラスト / 組織・細胞培養系 |
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| Research Abstract |
東京大学千葉演習林内のパイライトを含む土壌母材をもつ地域の9年生スギ造林地において、地形条件の異なる68地点で表層土壌の化学性および造林木の栄養状態と成長を調べた。調査地の表層土壌のpH(H_2O)は5.5〜6.5の範囲にあり、特に強酸性化はしていなかった。しかし、調査地内には表層土壌中にイオウを0.1%前後含み、過酸化水素による強制酸化によってpHが低下する区域がみられた。そこに生育する造林木では、葉中のAl濃度が高い傾向がみられた。また、その区域の土壌では、細根に接し赤褐色を呈している部分がみられた。以上のことから、根の酸化力によって根付近に存在するパイライトが酸化され、土壌が局所的に強酸性化し、樹木の栄養状態に影響を及ぼす可能性が示唆された。
強酸性土壌で問題となるAl過剰およびMn過剰条件下でのA.mangiumおよびA.auriculiformis稚樹の成長反応を明らかにするために栽培実験を行った。両種とも、Al20ppmあるいはMn100ppmの過剰条件下では、良好な栽培条件下に比較すると成長量の減少はみられた。しかし葉の可視障害は生じず成長し、Al過剰およびMn過剰に対して強い耐性を持つことが明らかとなった。Al過剰に対する樹体の反応は、おもに細根の成長量の差および気孔閉鎖による光合成速度の低下として現れた。細根からの水分吸収の阻害による水ストレスの増加が成長低下の原因として考えられた。また、細根のパーオキシダーゼ活性を測定した結果、Al過剰条件下では活性が低下するのに対して、Mn過剰条件下では増加する傾向を示した。パーオキシダーゼによるMn^<2+>の根圏での酸化・不溶化というMn過剰に対する防御機構を両種が有していることが示唆された。
前年度選抜したA.mangiumの耐性細胞系を用いて、硫酸酸性条件およびMn過剰条件下における細胞の反応を調べた。いずれの細胞系もpH3で良好な成長を示し、強酸性に対して耐性をもつことが確認された。また細胞系によって強酸性およびMn過剰ストレス条件下での成長、Mnの取り込み、蛋白質の生合成等の生理反応に違いがみられ、選抜の過程で遺伝的な変異が生じていることが示された。以上の結果から、細胞選抜による耐性育種の可能性を示唆した。
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