2016 Fiscal Year Annual Research Report
Stress tolerance mechanisms in trees from the viewpoints of xylem embolism and refilling
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15H02450
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福田 健二 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30208954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢崎 健一 国立研究開発法人森林総合研究所, その他部局等, 主任研究員 等 (30353890)
三木 直子 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30379721)
内海 泰弘 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50346839)
種子田 春彦 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90403112)
寺田 康彦 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20400640)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 通水阻害 / MRI / キャビテーション / エンボリズム / 壁孔 / 凍結ストレス / 樹液流速 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度から行ってきた樹木用MRI装置の改良と樹液流速可視化については、1.0T MRIのデジタル化に伴う撮像条件の検討を完了することができた。この結果、ADC（みかけの拡散係数）のマッピングおよび位相コントラスト法（Phase contrast method)による樹液流速のマッピングという2つの方法による可視化技術を確立することができた。これらの成果は、日本森林学会および樹木医学会大会において報告した。
針葉樹の冬季の凍結融解ストレスにともなう通水阻害の拡大と春季の通水機能の回復過程の解明については、昨年度までに、北八ヶ岳縞枯山のシラビソにおいて、冬季の凍結融解に伴う通水阻害の発生拡大と春季の回復現象が生じていることを再確認した。しかし、調査年により気温の変動パターンが異なるために、サンプリング時の通水阻害率が大きく異なり、通水阻害および回復の過程は、毎年同様ではないことがわかった。したがって、冬季の通水阻害と春季の回復のメカニズムについては、さらにサンプリングを重ねて検討を継続する必要がある。
針葉樹の木部通水組織の発達様式と環境条件の関係の解明：針葉樹の木部通水組織の発達過程においては、環境条件が大きな影響を与えることが知られている。野外の林床に生育する稚樹の解剖結果から年輪の欠損の発生経過と環境条件の関係を明らかにするとともに、苗畑において庇陰試験を行い木部形成と環境条件の関係を明らかにした。
広葉樹の通水阻害への脆弱性と貯水性の関係の解明：広葉樹6種について、幹の貯水性について評価を行った。
ケヤキとシラカンバについて、MRIによる樹液流速可視化技術を用いて、木部の水分布と流速分布の日中変化を季節ごとに明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H28年度に設定した架台については、MRIのデジタル化に伴う撮像条件の検討が完了し、1.0TのMRIを用いた樹液流速の可視化技術をほぼ完成することができたことから、順調に進展しているといえる。また、九州大学北海道演習林におけるトドマツを用いた木部形成と光条件の関係についての解析は順調に進展し、投稿論文として公表されるなど、順調に進展した。
一方、0.3TのMRIを用いた乾燥ストレスおよび凍結融解ストレスに伴う木部内の水分布の変化を解析する実験については、森林総合研究所（つくば市）に設置したMRIにノイズの発生が多いことが新たな課題となった。
全体的には順調に実験は進展しており、興味深い知見が得らえれているものの、H29年度の実験データの一部に外部ノイズが多く、十分な画像解析が行えていないものがある。そのため、MRIの設置場所を東京大学理学部の実験室に移動し、H30年度に再度実験を行うことにしている。このため、評価としては「（３）やや遅れている。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
樹液流速の可視化技術がほぼ完成されたことから、これを用いて苗木の木部横断面における樹液流速の季節変化および日中変化を定量的に評価する実験を複数の樹種について推進する予定である。
冬季の凍結融解ストレスに伴う通水阻害の拡大と春季の通水回復現象については、北八ヶ岳縞枯山におけるサンプリングを継続するとともに、実験による再現やX線マイクロCTによる解析等を通じて、通水阻害と回復のメカニズムを明らかにする予定である。
樹種間の通水特性と木部構造との関係については、より多くの樹種について定量的なデータを積み重ねて、各樹種の生態特性の理解につなげていく予定である。
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