木質バイオマス生産を支える樹木冬芽の越冬機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580453
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 荒川 圭太 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00241381)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 冬芽 / 越冬機構 / 耐寒性 / 休眠

研究概要

冬芽の越冬機構である凍結適応機構と休眠について調べた。カラマツ冬芽の凍結挙動を低温走査型電子顕微鏡（cryo-SEM）等で調べると、原基の細胞は部分脱水するものの、細胞内に残存する水は深過冷却していることが示唆された。また、冬芽ではピニトールやスクロースなどが主要な炭水化物として蓄積していたが、それだけでは過冷却能を説明できないものと考えられた。また、カラマツ冬芽の自発休眠が解除されて強制休眠へ移行する過程での可溶性タンパク質組成の変化をLC-MS/MS法で調べると、自発休眠から強制休眠に移行する比較的短期間ではタンパク質組成は大きく変化しないことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] 樹木の冬芽の自発休眠の解除期における可溶性タンパク質組成変化の分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸吾,高橋大輔,桑原慎子,上村松生,荒川圭太
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 60 ページ: 59-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of cell walls and intracellular contents in supercooling capability of xylem parenchyma cells of boreal trees (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasuga,J,Endoh,K.,Yoshiba,M.,Taido,l.,Arakawa,K.,Uemura,M.,Fujikawa,S.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 148 ページ: 25-35
  • DOI: 10.1111/j.1399-3054.2012.01678.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of supercooling activity of tannin-related polyphenols (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara,C.,Wang,D.,Endoh,K.,Fukushi,Y.,Arakawa,K.,Fujikawa,S.
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: 67 ページ: 40-49
  • DOI: 10.1016/j.cryobiol.2013.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presence of supercooling-facilitating (anti-ice nucleation) hydrolyzable tannins in deep supercooling xylem parenchyma cells in Cercidiphyllum japonicum (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang,D.,Kasuga,].,Kuwabara,C.,Endoh,K.,Fukushi,Y.,Fujikawa,S.,Arakawa,K.
  • 雑誌名: Planta 巻: 235 ページ: 747-759
  • DOI: 10.1007/s00425-011-1536-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Freezing activities of flavonoids in solutions containing different ice nucleators (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara,C.,Wang,D.,Kasuga,].,Fukushi,Y.,Arakawa,K.,Koyama,T.,lnada,T.,Fujikawa,S.
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: 64 ページ: 279-285
  • DOI: 10.1016/j.cryobiol.2012.02.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Freezing behavior of cells in evergreen needle leaves of fir (Abies sachalinensis) (2012)
  • 著者名/発表者名: Endoh,K.,Fujikawa,S.,Arakawa,K.
  • 雑誌名: Cryobiology and Cryotechnology 巻: 58 ページ: 125-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] カツラ冬芽の細胞の凍結挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太,岡田香織,鈴木伸吾,藤川清三,荒川圭太
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 58 ページ: 179-184
  • 査読あり
• [学会発表] 樹木冬芽における有鱗芽と裸芽の凍結適応機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田香織,遠藤圭太,荒川圭太
  • 学会等名: 日本木材学会北海道支部・平成25年度研究発表会
  • 発表場所: 大雪クリスタルホール会議室,旭川市
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Supercooling-facilitating hydrolyzable tannins isolated from xylem tissues of Cercidiphyllum japonicum (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang,D.,Kuwabara,C.,Endo,K.,Fukushi,Y.,Fujikawa,S.,Arakawa,K.
  • 学会等名: Plant and Microbe Adaptations to Cold
  • 発表場所: Hokkaido University,Sapporo
  • 年月日: 20120624-28
• [学会発表] 界面活性剤による過冷却促進(氷核形成阻害)効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桑原慎子,寺内隆三,高岡尚生,栃木弘,荒川圭太,藤川清三
  • 学会等名: 第57回低温生物工学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20120531-0601
• [学会発表] カツラおよびシラカンバ冬芽の組織細胞の凍結挙動の比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太,藤川清三,荒川圭太
  • 学会等名: 第62回日本木材学会大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] Characterizations of supercooling-facilitating hydrolyzable gallotannins in xylem tissues of Cercidiphyllum japonicum (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang D.,Kuwabara C.,Endoh K.,Fujikawa S.,Arakawa K.
  • 学会等名: 第62回日本木材学会大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] 樹木冬芽の越冬過程における可溶性タンパク質の組成変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸吾,高橋大輔,遠藤圭太,岡田香織,上村松生,荒川圭太
  • 学会等名: 日本木材学会北海道支部・平成24年度研究発表会
  • 発表場所: 札幌コンベンシヨンセンター
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Supercooling-facilitating activities in larch (Larix kaempferi) dormant buds (2011)
  • 著者名/発表者名: Endoh,K.,Fujikawa,S.,Arakawa,K.
  • 学会等名: Cryo 2011 (The 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology)
  • 発表場所: Oregon
  • 年月日: 20110724-27
• [学会発表] Freezing adaptation mechanism of larch (Larix kaempferi) dormant buds by extraorgan freezing (2011)
  • 著者名/発表者名: Endoh,K.,Arakawa,K.,Fujikawa,S.
  • 学会等名: 9th lnternational Plant Cold Hardiness Seminar
  • 発表場所: Luxembourg
  • 年月日: 20110717-27
• [備考]
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/rfoa/env/env3-4.html