2018 Fiscal Year Research-status Report
針葉樹の乾燥抵抗性機構：異なる乾燥強度下での通水機能の低下と回復機構の解明
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18K05729
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
三木 直子 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30379721)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水輸送 / 通水阻害 / 空洞化 / 通水抵抗 / 壁孔 / 乾燥ストレス / 乾燥地域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
異なる乾燥強度下での水輸送に仮道管の空洞化と壁孔の通水抵抗が与える影響について明らかにした。様々な乾燥強度下にあるJ.sabinaの個体や枝を用いて水分通導度とそれに影響を与える木部仮道管の水分布率、壁孔壁の位置について評価を行った。また木部仮道管における軸方向を含む通水経路の繋がりを確認するために、長時間かけて染色液を流し染色面積の割合を求めた。更に、壁孔の位置の移動に深く関与すると考えられる壁孔の柔軟性に関わる構造的特性についても評価を行った。その結果、乾燥の進行に伴い仮道管の水分布率が低下し水分通導度(Ks)も低下した。しかし、Ksがほぼ0を示す個体で40%程度まで仮道管に水を保持した個体が確認された。染色面積の割合も比較的高く、通水経路となりうる壁孔（完全には閉鎖していない壁孔）の割合も比較的高かった。このようなKsがほぼ0だが水分布が確認された仮道管には、壁孔壁が移動して片方によった壁孔が多数見られた。また、本種は先行研究で示されている様々な種と比べて、壁孔壁の柔軟性が比較的高かった。これらの結果より、通水機能の低下は、仮道管の空洞化の拡大に加えて、空洞化には至っていない仮道管の壁孔壁の移動による通水抵抗の増加によって生じることが示唆された。壁孔壁の柔軟性の高さは、空洞化していない仮道管での張力の増加に対して通水抵抗の増加をもたらし、空洞化が生じた際にはより密接に孔口を閉鎖する為、空気核の流入をより効果的に防ぐ効果を発揮する可能性がある。したがって本種は乾燥に対して速やかに壁孔壁が移動して通水抵抗が高くなることで、葉からの失水を抑えると共に、修復不能な空洞化による通水機能の損失を回避していると考えられた。また降雨により乾燥が解除されると、壁孔壁が元の位置に戻り通水抵抗が低下することで通水機能の回復が可能であり、その結果速やかに生産活動を再開できる可能性がある。
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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
はじめに予定していた「異なる乾燥強度下での水輸送に仮道管の空洞化と壁孔の通水抵抗が与える影響」については、ほぼ行うことができた。次年度以降に予定していた「乾燥解除後に壁孔の通水抵抗の低下によって水輸送の回復が生じるかどうかの検証実験」についても、すでにその一部について開始している。成果について論文化までは至っていないが、今後これらの成果を論文化する目途がたったことなども踏まえて、全体的におおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、乾燥解除後に壁孔の通水抵抗の低下によって水輸送の回復が生じるかどうかの検証実験を進めていく予定としている。これらの結果をもとに、乾燥抵抗性機構として重要な土壌水分条件の変動下における通水機能の維持機構について明らかにする予定としている。
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