植物根-士壌界面における粘液・境界細胞複合体の機能的意義

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15380014
• 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: 作物学・雑草学
• 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)
• 研究分担者: 森田 茂紀 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 教授 (00143404)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2006
• キーワード: 境界細胞 / 原生動物 / 国際研究者交流 / 根冠 / 土壌の機械的ストレス / 粘液分泌 / Border cell / 連合王国:ドイツ

研究概要

本研究では、根圏土壌中における境界複合体の生態的な意義を多面的に解明することを目的として、以下の研究を実施した。初年度は、研究を開始するに当たり、研究代表者が海外出張し4ヵ年にわたるプロジェクト全体の計画調整を行うとともに、海外研究協力者のBarlow氏が来日し研究分担者とともに根冠細胞の生産速度に関する実験手法について討論し、次年度には、海外研究協力者のBryan Griffiths博士とMichael Bonkowski博士が来日し、土壌動物と境界複合体の関係について予備的な実験を実施した。以上の研究討論に基づき、まず、境界細胞の根圏土壌中における生存期間と崩壊速度を検討した。その結果、播種直後の1日目では、根冠の表層から崩壊し易い細胞群が根圏土壌中に放出されるが、その後、細胞の生産速度よりも放出量が上回るため、表層下2〜3層目の比較的壊れにくい細胞群が根圏土壌中に放出することを確かめた。すなわち、根冠の内層の比較的崩壊しにくい細胞群が根圏土壌中に放出されるため、それらの境界細胞が根圏土壌中で1ヶ月以上にわたって残存し続けることが明らかとなった。次に、側根が発生しない根軸領域に残存していた境界細胞の生存期間を調査したところ少なくとも10日間以上は残存することを確かめた。最後に、原生動物の存在下でのイネ品種群の成長促進を確認するとともに、この成長促進程度には境界複合体の放出量が関与することを定量的に示した。すなわち、境界複合体は、土壌の原生動物と植物との共生的関係を仲介する働きがあることを初めて実験値とともに提案した。また、共同研究者の森田、Barlow(海外共同研究者)とともに境界複合体ならびに根冠の形態と機能に関する総説を執筆した。

研究成果

• [雑誌論文] Structure and function of the root cap. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iijima M., Morita, S., Barlow, P.W.
  • 雑誌名: Plant Production Science 11(1)(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structure and function of the root cap. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iijima M., Morita, S., Barlow, P.W.
  • 雑誌名: Plant Production Science 11 (1): (In press, January issue)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Water Acquisition from the seasonal wetland and root development of the intercropped pearl millet in flooding ecosystem of northern Namibia. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Kanyomeka L, Izumi Y, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 10(1) ページ: 20-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] No-tillage enhanced the dependence on surface irrigation water in wheat and soybean. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Morita A, Zegada-Lizarazu W, Izumi Y
  • 雑誌名: Plant Production Science 10(2) ページ: 182-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Combined soil physical stress of soil drying, anaerobiosis and mechanical impedance to seedling root growth of four crop species. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Kato J
  • 雑誌名: Plant Production Science 10(4)(In press) (October issue)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Water Acquisition from the seasonal wetland and root development of the intercropped pearl millet in flooding ecosystem of northern Namibia (2007)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Kanyomeka L, Izumi Y, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 10 (1) ページ: 20-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] No-tillage enhanced the dependence on surface irrigation water in wheat and soybean. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Morita A, Zegada-Lizarazu W, Izumi Y
  • 雑誌名: Plant Production Science 10 (2) ページ: 182-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Combined soil physical stress of soil drying, anaerobiosis and mechanical impedance to seedling root growth of four crop species. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Kato J
  • 雑誌名: Plant Production Science 10 (4)In press, October issue
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Water Competition of Intercropped Pearl Millet with Cowpea under Drought and Soil Compaction Stresses. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Izumi Y, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 9(2) ページ: 123-132
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Grazing of a common species of soil protozoa (Acanthamoeba castellanii) affects rhizosphere bacterial community composition and root architecture of rice (Oryza sativa L.). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kreuzer k, Adamczyk J, Iijima M, Wagner M, Scheu S, Bonkowski M
  • 雑誌名: Soil Biology and Biochemistry 38 ページ: 1665-1672
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pearl millet developed deep roots and changed water sources by competition with intercropped cowpea in the semiarid environment of northern Namibia. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Kanyomeka L, Izumi Y, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 9(4) ページ: 355-363
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Grazing of a common species of soil protozoa (Acanthamoeba castellanii) affects rhizosphere bacterial community composition and root architecture of rice (Oryza sativa L.) (2006)
  • 著者名/発表者名: Kreuzer k, Adamczyk J, Iijima M, Wagner M, Scheu S, Bonkowski M
  • 雑誌名: Soil Biology and Biochemistry 38 ページ: 1665-1672
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pearl millet developed deep roots and changed water sources by competition with intercropped cowpea in the semiarid environment of northern Namibia. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Kanyomeka L, Izumi Y, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 9 (4) ページ: 355-363
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stable isotope analysis of water extraction from subsoil in upland rice (Oryza sativa L.) as affected by drought and soil compaction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Araki H, Iijima M
  • 雑誌名: Plant and Soil 270 ページ: 147-157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Productivity and water source of intercropped wheat and rice in a direct-sown sequential cropping system : The effects of no-tillage and drought. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Asai T, Zegada-Lizarazu W, Nakajima Y, Hamada H
  • 雑誌名: Plant Production Science 8(4) ページ: 368-374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mixed planting modified the water source and water use of pearl millet. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Niitembu S, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 8(4) ページ: 433-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Deep root water uptake and water use efficiency of pearl millet in comparison to other millet species. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 8(4) ページ: 454-460
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Productivity and water source of intercropped wheat and rice in a direct-sown sequential cropping system : The effects of no-tillage and drought. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Asai T, Zegada-Lizarazu W, Nakajima Y, Hamada H
  • 雑誌名: Plant Production Science 8 (4) ページ: 368-374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mixed planting modified the water source and water use of pearl millet. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Niitembu S, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 8 (4) ページ: 433-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Deep root water uptake and water use efficiency of pearl millet in comparison to other millet species. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Iijima M.
  • 雑誌名: Plant Production Science 8 (4) ページ: 454-460
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Contribution of root cap mucilage and presence of an intact root cap in maize (Zea mays L.) to the reduction of the soil mechanical impedance. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Higuchi T, Barlow PW
  • 雑誌名: Annals of Botany 94 (3) ページ: 473-477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Method to quantify root border cells in sandy soil. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Higuchi T, Watanabe A, Bengough AG
  • 雑誌名: Soil Biology and Biochemistry 36 ページ: 1517-1519
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cassava-based intercropping systems in Sumatra island in Indonesia : productivity. soil erosion, and rooting zone. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Izumi Y, Yuliadi E, Sunyoto, Ardjasa WS
  • 雑誌名: Plant Production Science 7 (3) ページ: 347-355
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crop production in successive wheat-soybean rotation with no-tillage practice in relation to the root system development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Izumi Y, Uchida K, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 7 (3) ページ: 329-336
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Maize-soybean-cowpea sequential cropping as a sustainable crop production for acid-infertile clay soils in Indonesia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Izumi Y, Yuliadi E, Sunyoto, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 7 (3) ページ: 356-362
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Soil chemical properties of an Indonesian red acid soil as affected by land use and crop management. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sarno, Iijima M, Lumbanraja J, Sunyoto, Yuliadi E, Izumi Y, Watanabe A
  • 雑誌名: Soil ＆ Tillage Research 76 ページ: 115-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cassava-based intercropping systems in Sumatra island in Indonesia : productivity, soil erosion, and rooting zone. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iiiima M, Izumi Y, Yuliadi E, Sunyoto, Ardjasa WS
  • 雑誌名: Plant Production Science 7(3) ページ: 347-355. http://www.jstage.jst.go.jp/article/pps/7/3/347/_pdf/-char/ja/
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Hydrogen stable isotope analysis of water acquisition abilities of deep roots and hydraulic lift in sixteen food crop species. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zegada-Lizarazu W, Iijima M
  • 雑誌名: Plant Production Science 7(4) ページ: 427-434. http://www.jstage.jst.go.jp/article/pps/7/4/427/_pdf/-char/ja/
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Root cap structure and cell production rates of maize (Zea mays L.) roots in compacted sand. (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Barlow PW, Bengough AG
  • 雑誌名: New Phytologist 160 ページ: 127-134
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Root cap removal increases root penetration resistance in maize (Zea mays L.). (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Higuchi T, Barlow PW, Bengough AG
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 54 ページ: 2105-2109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Erosion control on a steep sloped coffee field in Indonesia with alley cropping, intercropped vegetables, and no-tillage. (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima, M., Izumi, Y., Yuliadi, E., Sunyoto, Afandi, Utomo, M.
  • 雑誌名: Plant Production Science 6 (3) ページ: 224-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A new approach for the quantification of root-cap mucilage exudation in the soil. (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima, M., Sako, Y., Theertham P.R.
  • 雑誌名: Plant and Soil 255 (1) ページ: 399-407
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Root cap removal increases root penetration resistance in maize (Zea mays L.) (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Higuchi T, Barlow PW, Bengough AG
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 54 ページ: 2105-2109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Erosion control on a steep sloped coffee field in Indonesia with alley cropping, intercropped vegetables, and no-tillage. (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Izumi Y, Yuliadi E, Sunyoto, Afandi, Utomo M
  • 雑誌名: Plant Production Science 6 (3) ページ: 224-229
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A new approach for the quantification of root-cap mucilage exudation in the soil. (2003)
  • 著者名/発表者名: Iijima M, Sako Y, Rao TP
  • 雑誌名: Plant and Soil 255 (1) ページ: 399-407
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 温故知新-日本作物学会創立75周年記念総説集 (2003)
  • 著者名/発表者名: 東江ら64名
  • 総ページ数: 292
  • 出版者: 日本作物学会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より