植物根 -土壌界面における分泌現象の実態解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13876003
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 飯嶋 盛雄 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60252277)
• キーワード: 安定同位体水素 / 根圏 / 重水 / 植物根 / 土壌界面 / トウモロコシ / 土壌鞘 / 粘液分泌

研究概要

通常、植物の根の表面は粘液等の分泌物に覆われている。この粘液層は水や無機塩の植物体への取り入れを介在する働きをもつだけでなく、土壌のさまざまな物理・化学的ストレスから根を保護することが示唆されている。粘液層は以上のような重要な働きを担うにもかかわらず、この層がどのような土壌条件においてどの程度根の表面を覆っているのかは全く明らかにされてはいない。本研究では、植物根と土壌界面における分泌物の拡散範囲とその消長を総合的に把握することを目的とする。
昨年度の実験に引き続き、トウモロコシをD_2Oで暴露し、根圏土壌中に放出される安定同位体の存在量を分析し、D_2Oの根圏内濃度勾配を検出し得るような方法論を検討した。遠心分離法により得られる土壌水を集め、既設の安定同位体比質量分析計により測定したが、根に付着した土壌鞘の外側への同位体の放出については、昨年同様、充分には確認できなかった。現在の方法論では、根の周辺部における根圏土壌と非根圏土壌を選別すること、言い換えれば根毛の発達により形成される土壌鞘と非土壌鞘の選別にはある程度時間がかかる。そのため、解剖顕微鏡下での土壌の選別作業中に土壌水が蒸発し、その結果同位体分別が起こっていると考えられる。そこで、名古屋大学大学院生命農学研究科に新たに導入された飛行時間型2時イオン質量分析計によって土壌表面における同位体水素の検出を試み始めたところである。この方法論では土壌の表面処理に成功すれば、土壌中における同位体水素の分布領域が特定できる可能性がある。今後、この装置によって植物根と土壌界面における分泌物の拡散範囲を特定し得るような方法論を検討していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Iijima, M., Sako, Y., Theertham P.R.: "A new approach for the quantification of root-cap mucilage exudation in the soil"Plant and Soil. (In press). (2003)
• [文献書誌] Iijima, M., Izumi, Y., Yuliadi, E., Sunyoto, Afandi., Utomo, M.: "Erosion control on a steep sloped coffee field in Indonesia with alley cropping, intercropped vegetables, and no-tillage"Plant Production Science. (In press). (2003)
• [文献書誌] Araki, H., Morita, S., Tatsumi, J., Iijima, M.: "Physiol-morphological analysis on axile root growth in upland rice"Plant Production Science. 5(6). 286-293 (2002)
• [文献書誌] Y.Izumi, M.Iijima: "Fractal and multifractal analysis of cassava root system grown by the root-box method"Plant Production Science. 5(2). 146-151 (2002)
• [文献書誌] Theertham P.R., Yano K, Iijima M, Yamauchi A, Tatsumi J.: "Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) seedlings"Annals of Botany. 89. 213-220 (2002)