2020 Fiscal Year Annual Research Report
Novel mechanisms of winter xylem dysfunction due to pit aspiration in conifer trees
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17H03825
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
種子田 春彦 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90403112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
矢崎 健一 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30353890)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 乾燥ストレス / 木部構造 / 寒冷地適応 / 仮道管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
枝の凍結・融解時に起きる通水阻害は、風衝環境に生える常緑針葉樹の主要な枯死原因となる。申請者らは、亜高山帯性常緑針葉樹であるシラビソ（Abies veitchii）を用いた研究から、凍結融解による通水阻害が、仮道管内腔への気泡の侵入（エンボリズム）だけでなく、壁孔の閉鎖によっても起きることを発見した。本申請では、凍結融解による通水阻害の新規の原因である壁孔の閉鎖に着目し、（１）壁孔の閉鎖が通水阻害を引き起こす現象の一般性、（２）凍結融解によって壁孔が閉鎖する機構、（３）閉鎖した壁孔膜が再びもとの位置に戻り通水能力を回復させる機構、（４）通水阻害と通水能力の回復の年変動を決める気象条件と通水阻害のおける２つの原因の寄与の割合、をそれぞれ解明することを目的として研究を行った。
厳冬期の亜高山帯での壁孔膜の閉鎖は、オオシラビソやトウヒでも観察された。シラビソでは軽度の乾燥ストレス下の枝では実験的に壁孔膜の閉鎖と通水阻害を確認した。壁孔閉鎖の起きる物理的な条件として、針葉樹30種を用いた測定からは、0.3-2.4 m/h（中央値：1.2、シラビソは1.6 m/h）の範囲の木部流の流速（または圧力差）によって閉鎖することが推測され、閉鎖した壁孔膜は流速が弱まった後も維持されていた。これらのことから凍結時の壁孔膜の閉鎖は、枝の凍結時の木部内の水の移動によって、針葉樹の持つトールス・マルゴの壁孔膜では一般的に起こりうることが示唆された。また、野外個体の観察から、閉鎖した壁孔は比較的短期間のうちに元の位置に戻り、エンボリズムを起こした仮道管への水の再充填が展葉時期までかけてゆっくりと起きることが示された。壁孔の閉鎖は、比較的マイルドな乾燥ストレス下でも起きる一方で、深刻なエンボリズムは乾燥によるエンボリズムが起きる程度のより強い乾燥ストレスが起きる条件にならないと起きないことも示された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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