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物理的ストレス耐性の生理機構に基づいた沈水植物管理のための分布予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04045
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

浅枝 隆  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40134332)

研究分担者 ラシッド エムディハルノオル  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (80643262)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード沈水植物 / 環境ストレス / 活性酸素 / 過酸化水素 / 流速 / 日射強度 / 植物管理 / オオカナダモ / 酸化ストレス / 枯死条件 / 光阻害 / 流動ストレス / 貧酸素ストレス / 水質管理 / 水域生態系 / 抗酸化酵素 / 生物多様性
研究成果の概要

ストレス下では、植物体内に活性酸素が発生、その多くは過酸化水素である。これを利用し、植物体中の過酸化水素濃度から、その植物にかかる環境ストレスを評価する手法を開発した。様々なストレス要因に対し、それぞれのストレス強度と発生する過酸化水素濃度との関係を得た。次に、全体の過酸化水素濃度は、個々のストレス要因で発生する過酸化水素濃度の和で表されることを明らかにした。さらに、全体の過酸化水素濃度が限界値に達すると植物の枯死が始まることを示した。以上の結果を基に、河川での主なストレス要因である、水温、流速、日射による発生量を経験的に求め、オオカナダモの流下方向の分布を予測、観測値とよい一致を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年河床に大量の沈水植物が繁茂するようになり、細粒土砂を捕捉、堆積させることで、従来からの礫河床を細粒化して生態系を改変させると共に、礫河床特有の魚種に支えられてきた水産業に多大な影響を与えてきている。他方、こうした植物管理は、持続的管理手法に則て行われるため、対策の決定までに数年を要し、十分な効果を上げるに至っていない。本研究で開発された手法は、植物体内に環境ストレス下で発生する活性酸素の濃度から、その植物の置かれた環境の適否を評価するものであり、本目的に利用されるだけでなく、絶滅危惧種の保全に適した環境の把握、外来種の駆除が可能な環境の把握等、植物管理に広く利用が可能であるものである。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 1件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] T.Asaeda, MDH. Jayasanka Senavirathna, L. Vasmi Krishna2019

    • 著者名/発表者名
      Impact of regulated water levels on willows (Salix subfragilis) at a flood-control dam, and the use of hydrogen peroxide as an indicator of environmental stress
    • 雑誌名

      Ecological Engineering

      巻: 127 ページ: 96-102

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress response and tolerance of the submerged macrophyte Elodea nuttallii (Planch) St. John to heat stress: a comparative study of shock heat stress and gradual heat stress2018

    • 著者名/発表者名
      HCCDe Silva, T.Asaeda
    • 雑誌名

      Plant Biosystems - An International Journak Dealing with all Aspects of Plant Biology

      巻: 152 号: 4 ページ: 784-794

    • DOI

      10.1080/11263504.2017.1338628

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of hydrogen peroxide as an environmental stress indicator for vegetation management2018

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda, MDH. Jayasanka Senavirathna, L-P. Xia, A.Barnuevo
    • 雑誌名

      Engineering

      巻: 4 号: 5 ページ: 610-616

    • DOI

      10.1016/j.eng.2018.09.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and oxidative stress response of aquatic macrophyte Myriophyllum spicatum to sediment anoxia2018

    • 著者名/発表者名
      KSS. Atapaththu, M.Parveen, T.Asaeda, Md H. Rashid
    • 雑誌名

      Fundamental and Applied Limnology

      巻: 191 号: 4 ページ: 289-298

    • DOI

      10.1127/fal/2018/1070

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plants in aquatic ecosystems: current trends and future directions2018

    • 著者名/発表者名
      M.T. O’hara, F.C. Agular, T.Asaeda, E.S.Bakker, P.A.Chambers, J.S. Clayton, A.Elger, T.M. Ferreira, E.M.Gross, I.D.M. Gunn
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 812 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/s10750-017-3190-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical adaptations of four submerged macrophytes under combined exposure to hypoxia and hydrogen sulphyde2017

    • 著者名/発表者名
      M.Parveen, T.Asaeda, Md.H Rashid
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 12 号: 8 ページ: e0182691-e0182691

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0182691

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrogen sulfied induced growth, photosynthesis and biochemical responses in three submerged macrophytes2017

    • 著者名/発表者名
      M.Parveen, T.Asaeda, Md.H Rashid
    • 雑誌名

      Flora

      巻: 230 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.flora.2017.03.005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of hydrogen sulfide exposure on the growth, oxidative stress and carbohydrate metabolism of Elodea nuttallii and Egeria densa2017

    • 著者名/発表者名
      M.Parveen, T.Asaeda, Md.H Rashid
    • 雑誌名

      Fundamental and Applied Limnology

      巻: 191 号: 1 ページ: 53-62

    • DOI

      10.1127/fal/2017/1046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of mechanical stressors caused by mean flow and turbulence on aquatic plants with different morphologies2017

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda, K.Sanjaya, Y.Kaneko
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 10 号: 5

    • DOI

      10.1002/eco.1873

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of water turbulence on plant, sediment and water quality in reed(Phragmites australis) community2017

    • 著者名/発表者名
      KSS. Atapaththu, T.Asaeda, M.Yamamuro, H.Kamiya
    • 雑誌名

      Ekologia (Bratislava)

      巻: 36 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1515/eko-2017-0001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Physiological and biochemical responses of Egeria densa to different sediment redox conditions2017

    • 著者名/発表者名
      M.Parveen, T.Asaeda, Md H. Rashid
    • 雑誌名

      Annales de Limnologie -International Journla of Limnology

      巻: 53 ページ: 271-280

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of heat stress on growth, phososynthetic pigments, oxidative damage2017

    • 著者名/発表者名
      H.C.C. De Silva and T.Asaeda
    • 雑誌名

      Journal of Plant Interactions

      巻: 12 号: 1 ページ: 228-236

    • DOI

      10.1080/17429145.2017.1322153

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of turbulence motion on the growth and physiology of aquatic plants2017

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda, Md H. Rashid
    • 雑誌名

      Limnologica

      巻: 62 ページ: 181-187

    • DOI

      10.1016/j.limno.2016.02.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen fixation by Puraria lobata as a nitrogen source in the midstream2017

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda, M.H. Rashid, and K.Ohata
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 9 号: 6 ページ: 995-1005

    • DOI

      10.1002/eco.1693

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and Oxidative Stress of Brittlewort (Nitella pseudoflabellata) in Response to Cesium Exposure2016

    • 著者名/発表者名
      Keerthi Sri Senartahna Atapaththu, Md Harun Rashid, Takashi Asaeda
    • 雑誌名

      Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology

      巻: 96 号: 3 ページ: 347-353

    • DOI

      10.1007/s00128-016-1736-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of turbulence motion on the growth and physiology2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asaeda, Md Harun Rashid
    • 雑誌名

      Limnologica

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of water turbulence on variations in cell ultrastructure and metabolism of amino acids in the submersed macrophyte, Elodea nuttallii (Planch.) H. St. John2015

    • 著者名/発表者名
      K. S. S. Atapaththu, A. Miyagi, K. Atsuzawa, Y. Kaneko, M. Kawai-Yamada, and T. Asaeda
    • 雑誌名

      Plant Biology

      巻: 17 ページ: 249-260

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nutrient retention associated with phonological features in Sparganium erectum stands in a lowland steam2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asaeda, Md Harun Rashid
    • 雑誌名

      River Research and Applications

      巻: 31 号: 2 ページ: 207-215

    • DOI

      10.1002/rra.2733

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Growth and stress responses of Elodea nuttallii (Planch) St.John to water movement2015

    • 著者名/発表者名
      K.S.S. Atapaththu, T.Asaeda
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 747 号: 1 ページ: 217-233

    • DOI

      10.1007/s10750-014-2141-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The concentration of reactive oxygen species (H2O2) as an indicator of total environmental stress on submerged macrophytes in the lowland streams2018

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda
    • 学会等名
      15th International Symposium on Aquatic Plants, Kings Town, New Zealand
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen peroxide as an indicator of environmental stress intensity of aquatic macrophytes2018

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda
    • 学会等名
      12th Iernational Conference on Ecohydraulics, Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress Indicator of Aquatic Plants and Applications for Management2017

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda
    • 学会等名
      International Summit Forum on Engineering Science and Technology, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The effect of artificial changes on the intensive macrophyte growth in the river channel2017

    • 著者名/発表者名
      T.Asaeda
    • 学会等名
      HydroEco 2017, Birmingham, UK
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mean flow and turbulence stresses on the habitat selection of submerged plants with different morphologies2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asaeda
    • 学会等名
      3rd International Conference Water Resources and Wetlands
    • 発表場所
      Tulcea, Romania
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of structure and magnitude in mechanical stressors induced by mean flow and turbulence on plants with different morphology2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asaeda
    • 学会等名
      33rd International Society of Limnology
    • 発表場所
      Torino, Italy
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mean flow and turbulence for the habitat selection of submerged macrophytes2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asaeda, Kelum Sanjaya
    • 学会等名
      14th International Symposium on Aquatic Plants
    • 発表場所
      Plyfair Library, Edinburgh
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Responses of freshwater macrophytes to fluctuations in abiotic stress vectors. in "Aquatic Plants"2015

    • 著者名/発表者名
      K.S.S.Atapaththu and T.Asaeda
    • 出版者
      NOVA publishers
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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