ヒノキ、スギの葉と枝の組織分化を含有成分により追跡する

Research Project

Project/Area Number	22K05771
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 40020:Wood science-related
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	松井直之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 (80353853)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	スギ / 枝先 / テルペン / リグニン / ヒノキ / クロロフィル / 枝と葉の境界 / 針葉樹 / 組織分化 / 精油
Outline of Research at the Start	ヒノキやスギなど針葉樹の枝の先の部分をよく観察すると、枝と葉の区別が明瞭ではないことがわかる。このような組織は枝と葉どちらに近いのか、その疑問を含有成分の面から説明することを目指す。枝と葉では含まれる成分が大きく異なることから、精油成分の組成、光合成色素量、リグニン量の３グループの成分の測定を行い、それぞれの成分量を元にして問題の組織について、枝と葉の境界がどこにあるのかを明らかにする。針葉樹の枝先で組織の枝と葉の区別が確立する過程を、含有成分の変化という新たな視点から追跡することにより、樹木の局所的な成長、組織構造の変化を成分的な観点でとらえ直すことを目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	スギの枝先における「葉」から「枝」への変化について、光合成色素量、リグニン含有量、精油（テルペン類）の組成という3つの観点からの評価を行い、枝先の若い組織が「葉」に近い性質を有するか「枝」に近いのかを着目する成分の定量的な差異により明らかにした。クロロフィル濃度は葉のみならず枝先の緑色を呈する画分では高い濃度を示したが、組織表面の茶色の樹皮部分の割合が増すにつれて明確な濃度の低下が見られた。リグニン量についてDFRC法により分析を行った結果、生成物量は枝先の細い緑色の画分では0.1％程度であったが、枝元へ向かい組織が剛性を有するようになると共に増加し、樹皮が茶色となった画分にて1％以上の値で安定した。リグニン量を通道組織としての発達の指標とすれば、明確に枝先＜中間部＜枝の順に木化が進んでいると考えることができる。テルペン類の組成については、モノテルペン（α-ピネン等）、セスキテルペン（エレモール等）、ジテルペン（カウレン等）のいずれも枝先の葉の組織で最大量であり、枝元部分に移るに従って大きく減少する傾向が見られ、枝元の組織のみに特徴的に含まれる成分を見出すことはできなかった。以上の結果より、テルペンの分布については明確な境界は見出されなかったが、クロロフィル量の観点からは、スギ枝先の枝表面に緑色が観察される領域までは「葉」とみなすことができ、枝表面が茶色の樹皮に被覆された組織に至って「枝」と判断されるのに対して、リグニン量の観点では、表面が緑色でも組織に剛性が見られる部分で既に「枝」化が進んでいると評価され、成分ごとに枝と葉の境界は異なる場所に存在すると見なすことができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ヒノキ、スギの2樹種について枝先の組織に含まれるテルペン類、クロロフィル類、リグニンの定量を行ない、それぞれの成分ごとに枝先での成分分布の様子の差異を明確に示すことができており、当初予定通りの研究の進捗がなされている。
Strategy for Future Research Activity	特にスギ試料に対し、春先、初夏、盛夏など、成分分布のパターンに経時的な変動が生じうるかを検証する予定である。針葉樹の枝先におけるダイナミックな成分分布を評価することにより、部位の外観上の変化と対比させた上で、針葉樹の枝先で生じている葉と枝の役割の分化の様子を明らかにする。