2014 Fiscal Year Research-status Report
乾燥・流砂地域の植物の適応メカニズム：通水機能の回復に関する水力学的機構の解明
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25850107
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
三木 直子 岡山大学, その他の研究科, 准教授 (30379721)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 吸水 / 不定根 / Hydraulic redistribution / 通水 / キャパシタンス / 木部構造 / 乾燥ストレス / 乾燥地域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年に引き続き、樹木の吸水特性に関する解析を行った。中国の半乾燥地に自生する匍匐性低木であるJuniperus sabinaを対象として、降雨に関連した土壌層別の水分の不均一性に伴う主根および不定根を介した異なる土壌層の水の移動（Hydraulic Redistribution）について調べた。これまでは樹液流速度の測定結果からHRの存在の可能性が示唆されていた（昨年度の実績に記載のYang et al. 2013）が、今回重水（H218O）を灌水するトレーサー実験を行うことにより、湿潤な主根部土壌から乾燥した不定根部土壌への水の移動（HR）の存在の確認に成功し、乾燥・流砂地域において非常に重要な吸水の仕組みを明らかにした。
J. sabinaは匍匐性であることから流砂防止の効果が高く、またこのHRにより土壌表層の水分条件の涵養効果も高いことが見込まれる。応用的な側面を考慮し、緑化植物の一つでありJ. sabinaと同じ固定から半固定砂丘上に分布する落葉半灌木のArtemisia ordosicaとの種間関係についても解析を行った。解析スケールにより若干傾向は異なるが、J. sabinaの分布するところで小型の株の現存量が高い傾向が認められた。従って、資源要求量の少ない生育ステージでは、J. sabinaによる砂の移動の防止効果や土壌表層の乾燥の緩和効果などによって、A. ordosicaの定着にポジティブな影響が考えられた。
また、木部の構造的特性とキャパシタンスの関係についても光学顕微鏡画像やcryo-SEM画像を用いて解析を行った。その結果、木部の貯水組織として、全ての種で道管（特に木部面積における道管面積）が寄与し、種によっては木部繊維も寄与していることが明らかとなった。今後は、回復性との関係性を考慮して、個々の道管の柔細胞に接する割合などの解析を進める予定である。
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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
初年度には「様々な生活形を有する樹種のキャビテーション抵抗性と木部通水機能の回復性の評価」行った。また2年目以降に予定していた「乾燥地域に生育する樹種の吸水特性の解明」の一部についても前倒しして行い、これについては、論文として公表することができた。次年度には「乾燥地域に生育する樹種の吸水特性」について、重水によるトレーサー実験を用いた検証を行いこれまでに得られた結果の検証に成功した。「木部の構造的特性とキャパシタンスの関係」および「乾燥進行過程における木部横断面における水分布の解析」についてもおおむね進めることができた。また、初年度から引き続き、「木部の通水機能の回復性と乾燥ストレス時の木部キャパシタンスの関係性の解明」についても、解析を継続しているところである。現在、「様々な生活形を有する樹種のキャビテーション抵抗性と木部通水機能の回復性の評価」および「乾燥地域に生育する樹種の吸水特性」に関連した他種との種間関係については得られた成果について論文を投稿中である。このような状況を踏まえて、2の概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
木部の通水機能の回復性と乾燥ストレス時の木部キャパシタンスの関係性の解明についてこれまで継続的に解析を進めているところであるが、回復性のメカニズムとしてキャパシタンスの他に、樹木の生理活性の重要性が考えられることから、今後はキャパシタンスの解析とあわせて乾燥下での樹木の生理活性についても評価を行い、総合的に明らかにしていく予定である。また、回復性に重要な木部の構造的特性として生細胞（柔細胞）との位置関係も考えられることから、これについても異なる回復性を示す種について解析を進めていく予定である。また、現在投稿中の2本の論文に加え、吸水特性に関連して得られて知見について、論文として公表できるように準備を進めていく予定としている。
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| Remarks |
特記事項なし。
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