Elucidation of tolerance mechanism against drought of Japanese cedar by acetic acid application and application to nursing technology of containerized seedling

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40010:Forest science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tange Takeshi 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20179922)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 草野 都 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60415148) ; 田野井 慶太朗 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90361576) ; 金 鍾明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90415141)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 乾燥耐性発現機構 / 酢酸施用 / スギ

Outline of Final Research Achievements

In the process of confirming drought tolerance induction by acetic acid application to Japanese cedar root system, we discovered that acetic acid inhibits the water-absorbing function of roots. By comparison with mercury application whose inhibition on aquaporin’s water-permeating function was known, we found that acetic acid also inhibited the aquaporin’s function but that aquaporin-related genes expression and the recovery of water-permeating function after release from the application were different. We suggested that mercury and acetic acid have the different inhibiting mechanisms. We applied acetic acid labeled by radiocarbon and found that the absorbed acetic acid accumulated specifically at growth points in the upper canopy of the seedlings. We established a method for measuring acetic acid at the growing point of cedar seedlings and for obtaining epigenetic information, which were a research base for clarifying the mechanism of induction of drought tolerance by acetic acid.

Free Research Field

森林科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酢酸によるアクアポリンの通水機能阻害を発見し、水銀とは異なる機構でアクアポリンの通水機能を阻害することを示唆したことは、植物生理学分野での学術的意義の高い成果である。根系に施用した酢酸が、樹冠上部の成長点に特異的に集積し、集積後も移動せずに成長点に留まることなど、酢酸の樹体内での移動に関する新たな知見を得た。スギの成長点での酢酸の測定方法とエピジェネティック情報の取得方法を確立したことは、酢酸による乾燥耐性誘導機構の解明研究に寄与するものである。主要な造林樹種であるスギ植栽苗の乾燥耐性を高めることは、人工造林の推進に寄与する技術である。本研究成果は、その基礎的知見を提供するものである。