2019 Fiscal Year Research-status Report
酸素・水素同位体年輪気候学のための、重水パルスラベリングによる樹木生理学的研究
| Project/Area Number |
19K06179
|
|---|
| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
|---|
Principal Investigator |
香川 聡 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 (40353635)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内海 泰弘 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50346839)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 年輪 / 光合成 / 酸素 / 水素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
樹木は、根から吸った水と、葉から取り込んだＣＯ２と、光エネルギーを利用して光合成により糖を合成し、木材等のバイオマスが形成されると教科書に書かれている。ところが近年の研究により、植物は葉表面に付着した液体の水を葉面吸収により取り込むことが明らかになった。これは葉面水分吸収（Foliar Water Uptake, FWU）と呼ばれており、樹木を始め、様々な種類の陸上植物でＦＷＵが起こることが確認されている。年輪の酸素・水素同位体比は古気候復元や、木材の年代決定・産地判別に用いられているが、これらを精度よく行う上で、降水の安定同位体比が葉面および根からどのように吸収され、それが年輪の酸素・水素同位体比の変化として現れるかという生理プロセスの理解が必要不可欠である。そこで今年度は、年輪の同位体比の決定因子として大きな比重を占める早材が形成される梅雨期において、葉面吸収された水が、葉、根、および枝のバイオマス形成にどの程度寄与するかを重水によるパルスラベリング実験により調べた。３日間のラベリング直後に採取した葉では、葉内水の約４割が重水に置き換わっており、スギ苗木が梅雨期に葉面吸収する雨水は葉・根のバイオマスにも乾燥有機物として取り込まれていた。また、光合成による糖及び糖から形成されるバイオマスには根吸収水だけではなく有意な量の葉面吸収水も利用されていることがわかった。教科書にある光合成の図には、植物が利用する水は根から吸収されたものが全てだとされているが、この実験より木材（α－セルロース）形成に有意な量の葉面吸収水が利用されていることが明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
教科書にある光合成の図には、植物が利用する水は根から吸収されたものが全てだとされているが、木材（α－セルロース）形成に有意な量の葉面吸収水が利用されていることが初めて明らかになった。これは、光合成を説明する図が将来描き変わる可能性を示しており、当初の予想以上の結果が得られている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
得られた結果をできるだけ速やかにインパクトファクターの高いジャーナルに論文として投稿するとともに、葉面吸収水のバイオマス形成への利用を調べるため、苗木の詳細な同位体分析を進める。
|
| Causes of Carryover |
コロナウイルスによる外出自粛のため、予定している実験及び出張が行えなかったため、次年度に行う。
|
