| 研究課題/領域番号 |
18K05719
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
則定 真利子 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 准教授 (00463886)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 根圏低酸素ストレス / 低pHストレス / 過剰Alストレス / 複合ストレス / Melaleuca cajuputi / Eucalyptus camaldulensis / 成長 / 光合成 |
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| 研究実績の概要 |
Melaleuca cajuputi（Mc）とEucalyptus camaldulensis（Ec）について、根圏低酸素ストレスが低pHストレスに対する成長応答に与える影響を明らかにするために生物環境調節実験室（自然光、30℃/25℃）において水耕栽培系を用いて栽培実験を行った。酸素濃度については水耕液の酸素濃度が約7 mg/Lの好気条件と1 mg/L以下の根圏低酸素条件を設け、培養液のpHとして3と5.8の2種類を設定した。酸素環境とpHの組み合わせで4処理区を設け、12日間栽培した。Ecでは、好気条件でも低pHストレスにより樹高成長が抑制されたが、根圏低酸素条件ではその低下の程度が著しく強まった。本種は、根圏低酸素条件では、低pHストレスにより処理後1日目から気孔が閉鎖し、光飽和光合成速度が低下した。また処理終了時、好気条件下で低pHストレスによりエネルギー充足率（AEC）が低下し、低酸素条件下では低pHストレスによりAECは低下しなかったものの、総アデニル酸量が減少した。本種では、低pHストレスによる根の機能阻害が根圏低酸素環境下でより顕著となり、その結果、吸水機能の低下により気孔が閉鎖して光合成が低下し、成長が阻害されたと考えられる。Mcでは、好気条件で成長や光合成が低pHストレスによって阻害されることはなく、根圏低酸素条件でも低pHストレスによる阻害は生じなかった。Ecに比べてMcは低pHストレスに対する耐性が強く、その耐性が根圏低酸素条件でも維持されることが明らかとなった。
McとEcを含む6種のフトモモ科樹木について、根圏低酸素ストレスがAl過剰ストレスに対する成長応答に与える影響を明らかにするために、過剰Alストレスとして1 mMのAl濃度を設定し、同様の栽培実験を行った。Ecのみで過剰Alストレスによる根の伸長阻害の程度が根圏低酸素ストレスにより強まった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
植栽試験地の設定のため、試験候補地を探したが、管理上の都合などから適当な場所が見つからず、試験地の設置に至らなかった。
2019年度以降に実施予定であった、根圏低酸素ストレスとAl過剰ストレスとの複合ストレスに関する栽培実験を前倒しして実施した。
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| 今後の研究の推進方策 |
植栽試験については、植栽試験地を設置して湛水環境と土壌pH、土壌Al濃度を中心に環境因子のメッシュデータを取得し植栽木の生残と成長との関係を追跡し、生育阻害因子に対する耐性の樹種特性を把握する。植栽木の成熟葉の光飽和光合成速度、気孔コンダクタンス、炭素安定同位体比などを測定し、環境因子との関係を解析して、樹種間で比較して樹種特性を明らかにする。
栽培試験については、根圏低酸素ストレスと低pHストレスとの複合ストレス応答に関して、Melaleuca cajuputiとEucalyptus camaldulensis以外の樹種について同様の実験を行い、樹種特性を把握する。
栽培実験に供した樹種のうちからMelaleuca cajuputiを含む複数樹種を対象に、根の細胞膜の健全性などの短期的なストレス応答を調べ、耐性の樹種特性の背景を探る。
解析結果をもとに、現地での情報意見交換等も活用しながら石炭採掘跡地の森林再生のための造林指針を提示する。
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