2017 Fiscal Year Annual Research Report
Carbon fixation process into the tree using 13C labeling and NanoSIMS
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15H04513
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
檀浦 正子 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (90444570)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 けんし 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10303596)
竹内 美由紀 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (20378912)
小南 裕志 国立研究開発法人森林研究・整備機構, その他部局等, 主任研究員 等 (70353688)
高梨 聡 国立研究開発法人森林研究・整備機構, その他部局等, 主任研究員 等 (90423011)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 炭素収支 / 森林炭素循環 / パルスラベリング / 安定同位体 / イオン顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
7月にヒノキを対象にラベリング実験を行なった。環境条件のうち乾燥に対する反応をみるために、半数の個体で乾燥処理を行い、枯死にいたるまでの炭素利用を観察した。その結果乾燥条件においた個体で明らかな炭素欠乏は起こっておらず、水の不足により師部輸送に障害をきたしたと考えられた。また葉内の炭素利用に関しては今後糖などの分析を通じて解析していく予定である。
初年度に、乾燥処理を行ったヨーロッパブナを対象にラベリングを行なっており、昨年度は糖の分析を行なった。その結果、乾燥によって師部の構造が変化し、師部輸送を大幅に遅らせることがわかった。論文を執筆し、投稿中である。
ラベリングに供したヒノキからNanoSIMSに供するためのサンプルを採取した。現時点では、NanoSIMS測定で可溶性炭素を可視化することはできておらず、サンプル調製法を検討中である。一方、デンプンや構造体に固定された13Cの分布を観察することはできている。木部組織の不溶性炭素中の13Cにについて予備的な測定を行い、13Cが若い木部では細胞壁に、さらに成熟した木部ではデンプン粒への取り込みが検出された。
12月に富士吉田でアカマツを対象にラベリング実験を行なった。冬期に獲得された炭素がどのように利用され、次の生育期に利用されるのかを解析する予定である。
また5月に開催された国際森林学会（ＩＵＦＲＯ）において、乾燥条件下の師部輸送機能と機能不全（Phloem Function and Dysfunction under Drought）と題するセッションを開催した。このセッションにおいて研究代表者の発表はTreePhysiologyのレクチャーに選定されている。またこのセッションに関してTreePhysiologyで特集号を組む予定であり現在編集作業を進めている。
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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
ヒノキを対象に乾燥実験を組み合わせたラベリング実験と、アカマツを対象にした冬期ラベリングを実施することができた。また、13Cを追跡する方法として、単純な全炭素の同位体比の分析だけでなく、非構造性炭素である糖・デンプンを単離し、その同位体分析を行なうことによって、より詳細な炭素分配を明らかにすることができる。樹木が乾燥条件下で、二糖を単糖に変化させて浸透圧調整を行なっている可能性が示されており、乾燥条件下の師部輸送に関して、特に糖の分析が重要になってくることが示唆された。さらに、師部輸送の測定と同時に、師部の構造の顕微鏡観察を組み合わせるアイデアは国際森林学会のセッションでも評価された。
一方、イオン顕微鏡を用いて可溶性炭素を可視化することはできておらず、サンプル調製法を検討中である。この点に関しては、今後も共同研究者と共同で研究を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は研究代表者の産休・育休により、研究を中断する予定である。学会誌で乾燥条件下の師部輸送機能と機能不全（Phloem Function and Dysfunction under Drought）に関する特集号を予定しており、編集作業および、執筆作業は継続する。
平成31年度に研究を再開し、ラベリングサンプルの試料調整および同位体分析を行い、結果を解析する予定である。
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