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2021 年度 実施状況報告書

圧縮刺激でセルロースが増える応答を手掛かりに細胞壁の新機能の発見をめざす

研究課題

研究課題/領域番号 21K19143
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉田 正人  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30242845)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードセルロース微小繊維 / 刺激応答
研究実績の概要

短時間の繰り返し圧縮が細胞壁のセルロースを増やす刺激応答の理解をし、細胞壁の新しい機能の発見をめざす。本年は試料幹に曲げを加えることで凹側に圧縮刺激を負荷し、圧縮側にセルロース量が多い細胞壁が形成される条件を詳しく探った。
試料には2年生または3年生のブナの苗木を用いた。
刺激は次を設定した:5秒間の圧縮を1週間に一度の頻度、圧縮刺激を加えない、継続的な圧縮を加える、1週間圧縮を継続し1週間除荷する。生育苗木の姿勢は次を設定した:鉛直、鉛直から30度傾斜、鉛直から60度傾斜、鉛直から90度傾斜=水平。
刺激の条件と姿勢の条件の全ての組み合わせを行い、群数の総数は20、各群で個体数は3として研究をおこなった。
5秒間の圧縮の刺激を週に一回の頻度で加える条件で苗木を生育し、幹の傾斜角度の影響を調べた結果、圧縮応力側にセルロースが多い細胞壁が形成されたのは、幹を水平で生育した個体のみであった。幹が鉛直な場合、30度傾斜した場合、60度傾斜した場合ではいずれも圧縮側にセルロースが多い細胞壁が形成されなかった。この結果から、短時間の繰り返し圧縮の刺激が細胞壁のセルロースを増やす条件は、幹が水平であることが必要と判明した。
幹を水平で生育しても、短時間の繰り返し圧縮を加えないと応答は起きなかった。継続した圧縮刺激を加えるよりも、短時間の繰り返し圧縮を加えた場合のほうが、細胞あたりのセルロース量は多いことがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当年の目標を達成でき、知りたい情報を得ることができた。

今後の研究の推進方策

圧縮への抵抗性が向上している細胞壁であるか、力学試験によって調べる。まずは、数十の細胞からなる組織を取り出す方法、その微小な試験片を力学試験する方法を確立を目指し、今回調整した試料で実施する。

次年度使用額が生じた理由

研究に用いる特殊な力学試験機の作成を計画していた。依頼した試作機の作成が感染予防対策で遅れたこと、試作機からの改善が判明したことから、年度内の発注に至らなかった。これが次年度使用額が生じた理由である。
試作2号機での試験を経て、力学試験の仕様を確定し、発注をする予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] あて材形成における傾斜刺激と応力刺激の影響2022

    • 著者名/発表者名
      吉村悠輔, 吉田正人, 山本浩之
    • 学会等名
      日本木材学会
  • [学会発表] 断続的な応力刺激による広葉樹あて材形成II2021

    • 著者名/発表者名
      竹内瑞希、吉田正人、松尾美幸、山本浩之
    • 学会等名
      日本木材学会中部支部大会
  • [学会発表] 細胞壁形成における応力刺激と応答2021

    • 著者名/発表者名
      吉村悠輔、吉田正人、山本浩之
    • 学会等名
      日本木材学会中部支部大会

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公開日: 2022-12-28  

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