細胞壁物性による作物選別のための新型クリープメータの開発と携帯化

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10559012
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山口 淳二 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (10183120)
• 研究分担者: 根本 圭介 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 助教授 (40211461) ; 山本 良一 帝塚山短期大学, 食品科学, 教授 (10047384) ; 谷本 英一 名古屋市立大学, 自然科学研究教育センター, 教授 (90080283) ; 山口 寛 株式会社山電, 技術部・主任研究員
• キーワード: 粘弾性計測装置 / ウィンドウズ / 応力緩和法 / クリープ法 / 力学モデル / ジベレリン / オーキシン / イネ

研究概要

草型形成の主要因の1つである細胞壁の物性に着目し、新理論に基づいた簡易測定システムの開発と、それを用いたいくつかの実践例の蓄積を目的とした。
1)山電製の粘弾性計測装置レオナーは、本来食品の粘弾性の計測を目的とするクリープ測定装置であったが、これを改良し、柔らかい根や葉鞘の細胞壁といった植物組織のクリープ伸展性計測用に改良することが出来た。また、携帯化を目的としてウインドウズ対応型への改良を試みた。2)新型クリープメータ用の解析・計算プログラムの開発を行い、あわせてオクラ幼植物体を用いた実験と従来より用いられていた「応力緩和法」と今回の「クリープ法」での力学モデルの比較検討を行い、この計画で用いたクリープ計測法が細胞壁の物理的性質を調べる上で有効であることを立証した。3)クリープ計測法による細胞壁物性データの生理学的裏付けを検討するため、水分とpH条件の変化、またジベレリンとオーキシンによる物性変化時における各種細胞壁粘弾性パラメータに関する検討を行った。4)クリープ法を用いてジベレリン処理を施した矮性イネ葉鞘の細胞壁の物性について解析し、草丈の伸長に細胞壁の粘弾性が大きな影響を与えることを明らかにした。5)イネの稈の耐倒伏性向上を目的として、稈の老化過程における細胞壁構成多糖類と関連遺伝子の解析を行った。
以上の結果から、新型クリープメータの植物組織細胞壁物性測定に関する有効性が証明された。従って、本研究の当初の目的は達成されたと考えている。今後は、この装置の改良をさらに押し進め、携帯化と圃場現場での利用が必要となる。今後もこの研究の伸展を図りたい。

研究成果

• [文献書誌] Ikeda,A.: "Charaterization and expression of GASR1,a root-specific GAST1-like protein in rice."Rice Genet. Newslett.. 14. 150-153 (1997)
• [文献書誌] Matsukura,C: "The first leaf sheath growth promoted by gibberellins in dwarf mutant of rice."Rice Genet. Newslett.. 14. 153-155 (1997)
• [文献書誌] Matsukura,C: "Leaf sheath growth promoted by gibberellins in dwarf mutant of rice."Planta. 205. 145-152 (1998)
• [文献書誌] Matsukura,C: "Starch degradation during gibberellin-induced leaf sheath growth in rice."Rice Genet. Newslett.. 15. 114-117 (1998)
• [文献書誌] Yamaguchi,J.: "Characterization of b-amylase and its deficiency in various rice cultivars."Theor. Appl. Genet.. 98. 32-38 (1999)
• [文献書誌] Matsukura,C: "Transverse vein differentiation associated with the gas space formation-cell fate of middle layer in leaf sheath development of rice-"Ann. Bot.. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Tanimoto,E.: "Measurement of viscoelatic properties of root cell walls affected by low pH in lateral roots of Pisum sativum L."Plant and Soil. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] J. F. Ma: "A1 Binding in the epidermis cell wall inhibits cell elongation of okura hyprocotyl."Plant and Cell Physiol.. 40(5). 549-556 (1999)
• [文献書誌] Miyamoto,K.: "Auxin polar transport in Arabidopsis under simulated microgravity conditions-relevance to growth and development."Adv. Space Res.. 23. 549-556 (1999)
• [文献書誌] Fujii,S.: "Effects of salinity on growth and content of intracellular solutes in Heterococcus sup. (Tribonematales,Xanthophyceae) form antarcita"Phycol. Res.. 47. 65-69 (1999)
• [文献書誌] 松倉千昭: "植物の篩管輸送-スクローストランスポーターの発現と機能"化学と生物. 37. 639-642 (1999)
• [文献書誌] 谷本英一: "根の生長と細胞壁粘弾性変化-チャの場合"根の研究. (8)4. 162-163 (1999)
• [文献書誌] 根本圭介: "登熟期の稲の稈における(1-3,1-4)-β-グルカナーゼ遺伝子の発現"日本作物学会記事. 68(別1号). 32-33 (1999)