| 研究課題/領域番号 |
21K19147
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
黒田 慶子 神戸大学, 農学研究科, 非常勤講師 (20353675)
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| 研究分担者 |
東 若菜 神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 通水阻害 / エンボリズム / アコースティックエミッション / AE / 通水回復 / オリーブ / シマトネリコ / アセビ / 熱流束 / 樹木生理 / 樹液流 / 水分通導 / キャビテーション / 熱流束計 / 広葉樹 / 樹液流動 / 水輸送 / 細胞機能 / 濡れ性 / Cohesion-tension theory |
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| 研究開始時の研究の概要 |
長寿の樹木では、樹幹内の水分流動が安定して続く必要がある。樹木の水流動および通水停止からの回復の仕組みを解明するには、通水を「毛細管内の物理現象」と考えるのではなく、セルロースが主体の細胞壁の物理特性や，通水組織に接する生細胞の機能を考慮する必要がある。本研究は以下の３課題、１）通水の回復に関する解剖学・生理学的研究、２）細胞壁の濡れ性と通水の持続性に関する研究、３）通水の仕組みの解明とバイオミメティクスへの発展で構成し、従来の説を補完する新たな説を確立する。1980年代に提案されたCohesion-tension theoryで説明できていない「通水の仕組み」を解明する。
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| 研究成果の概要 |
研究目的は、通水停止と回復過程に樹幹内で起こる現象を、生理学および解剖学的手法で解明することである。
1）AE 発生数(エンボリズム発生）の変動から、通水阻害の発生には風速，気温，VPD の増加，湿度の低下が関わると判明した。9 月以降にAE 発生数の日周期性が失われたのは，気温低下に伴う生理応答の低下があり、通水阻害を抑制できなかったと推察された。
2）アセビの切り枝を大気中に放置後に色素液を吸入させると、乾燥時間が長いほど色素の到達位置が高かった。色素は早材部道管と木部繊維の壁孔で観察され，放射柔組織では観察されなかった。アセビの通水回復においては、木部繊維を介した水の移動が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
長寿の樹木では幹内の水分流動が長期的に安定する必要があり、通水停止からの回復の仕組みが重要である。これは単純な毛細管内の物理現象ではなく、セルロースなどの複合材料からなる細胞壁の物性や生細胞の機能を含めて検討する必要があり、1980年代からの通説Cohesion-tension theory（水分子の凝集力と蒸散によって通水が持続する）は原理の解説が不完全であった。本研究では「通水の停止から回復の仕組み」「細胞壁の濡れ性と通水の持続性」を解明し、新たな説を確立した点で学術的意義が高い。さらに通水という高度な生物機能をバイオミメティクスとして技術的に発展させる方向が期待でき、社会的意義も高い。
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