宇宙における野菜栽培のための養水分供給システムと成長制御法の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05660022
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高橋 秀幸 東北大学, 遺伝生態研究センター, 助教授 (70179513)
• Keywords: 宇宙環境 / 微小重力 / 根 / 塊茎形成 / 養水分供給システム / 水分屈性 / 重力反応 / クリノスタット

Research Abstract

重力に反応しないエンドウの突然変異種(ageotropum)と正常種のアラスカエンドウを用いて根の水分屈性と重力屈性の関係を解析し、正常種では重力屈性が干渉して水分屈性をマスクしていることを示した。この場合、正常種もクリノスタット上で重力屈性反応を抑えると突然変異種の根と同程度の水分屈性を示すようになることから、正常種が水分屈性を発現しにくいのはやはり重力反応との競合のためであることが明らかになった。さらに,宇宙環境での野菜栽培を模擬して,養水分供給システムとして多孔性セラミック管を用いて根の水分屈性を解析し,重力非感受性突然変異種の根は水分屈性によってセラミック管に沿って成長するが,正常種の根は重力屈性のため,セラミック管との接触を維持できないことがわかった.したがって微小重力の宇宙環境では,植物の根は水分勾配に強く反応すると考えられ,その成長制御に水分屈性を利用できる可能性が示された.
また,異なる水環境に適応したと考えられるコムギ12品種を用いて根の水分勾配に対する感受性を比較した結果,水分屈性に顕著な品種間差異を見出した.この場合の品種間差異は,先の重力感受性とは独立したものであることが明らかになり,水分屈性による水環境への植物の適応が示唆された.現在,多くの野菜作物について水分屈性発現能力を比較し,水分屈性の発現機構とともに,その生態的意義について解析中である.コムギでの品種間差異の発見は,宇宙環境での水分屈性による根の成長制御に適した野菜作物あるいは遺伝子資源を選抜できる可能性を与えた.
ジャガイモの塊茎形成に及ぼす重力およびエアロポニック(セラミック管養水分供給システム)等の影響を解析するための実験系を開発した.これについての詳細な実験は次年度行う.

Research Products

• [Publications] Takahashi,H.,Scott,T.K.: "Intensity of hydrostimulation for the induction of root hydrotropism and sensing of the hydrostimulus by the root cap." Plant,Cell & Environ.16. 99-103 (1993)
• [Publications] Takahashi,H.,Suge,H.,Scott,T.K.: "Gravity and evolution of Cucurbitaceae plants:peg formation regulated by gravity." Biological Sciences in Space. 7. 124-132 (1993)