2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of lignin deposition into tree leaves
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26450239
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| Research Institution | Forestry and Forest Products Research Institute |
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Principal Investigator |
松井 直之 国立研究開発法人森林総合研究所, 森林資源化学研究領域, 主任研究員 (80353853)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 葉 / リグニン / DFRC法 / 葉脈 / S/G比 / 光ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カエデとブナの葉のリグニン量について、春先から夏にかけての葉の成長に伴って経時的に調べた結果、いずれも5月初旬に採取した葉試料でリグニン量が大幅に増加していた。この結果は葉でのリグニン合成が4月下旬に集中して短期間で起こったことを示している。葉の展開はこれに先んじていたことより、広葉樹葉のリグニン沈着は葉がある程度成長してから短い期間で生じることが明らかとなった。
ブナの葉より葉脈組織を解剖的に、あるいは化学的に分離してDFRC法によってリグニン含量と組成を分析した。主な葉脈組織のリグニンは木部道管組織と同様にグアイアシル核に富む構造であり、水分通道機能の強化に役立っていると考えられた。一方、葉脈以外のその他の組織にはシリンギル核に富むリグニンが存在していることが明らかとなり、これは葉脈組織のリグニンとは別の機能を有することが示唆された。
葉断面の顕微鏡観察では表皮細胞の直下にリグニン様の染色が認められることから、これら葉脈以外の組織に分布するリグニンには対環境ストレス機能などの役割が予想された。そこで、葉のシリンギルリグニンが光ストレスへの耐性に関与するとの仮説を基に、ブナおよびマテバシイを試料として、生育時に光条件の異なる3個所、すなわち樹頂部、南向き下部外側、下部内側の葉を夏期に採取した。それぞれの葉をDFRC処理に供し、リグニン分布の差異を評価した。事前の予想としては光の強い樹頂部の葉のシリンギルリグニンが多いと思われたが、実際には樹頂部の葉のシリンギルリグニン量は少なく、むしろ光が少ないと考えられる下部外側と内側の葉の方が多い結果であった。本研究では葉のシリンギルリグニンの役割を解明するまでには及ばなかったが、葉に含まれるリグニンの量と組成について、葉一枚の中での分布から樹体全体の中での葉の位置による相違に至るまで、様々な視点から明らかにすることができた。
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