| 研究課題/領域番号 |
24770027
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
中村 隆俊 東京農業大学, 生物産業学部, 准教授 (80408658)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 湿生植物 / 呼吸 / 窒素 / 酸素 / 根 / 成長 |
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| 研究実績の概要 |
北方系湿生植物と南方系湿生植物における低酸素環境下での根呼吸応答の比較を目的として、北方系湿生植物であるヤラメスゲとホロムイスゲ、および南方系湿生植物であるヨシとマコモを対象として、実生を用いた水耕栽培を行った。培養液は、窒素ガスによるバブリングを行い低酸素状態とし、生育温度20℃条件下での根の呼吸速度、根内酸素濃度（通気組織内酸素濃度）、窒素吸収速度、根成長速度を測定した。
根周辺の酸素濃度変化に対する根呼吸速度の応答は、北方系2種よりも南方系2種において、常に高い値を示すことが明らかとなった。
低酸素環境下での根内酸素濃度は、北方系2種と南方系のヨシにおいて約45μmol/L程度を示したが、南方系のマコモでは約65μmol/Lを示した。また、それらの根内酸素濃度と対応した呼吸速度を推定したところ、北方系2種よりも南方系2種において明らかに高い値となり、低酸素環境下での両種群間の呼吸速度の違いは1.5倍から2倍に達した。
窒素吸収速度は、北方系のヤラメスゲと南方系のヨシで低く、北方系のホロムイスゲと南方系のマコモで高い値が示された。また、根呼吸速度あたりの窒素吸収速度は、北方系のヤラメスゲと南方系のヨシで低い傾向にあり、北方系のホロムイスゲと南方系のヨシでは前2種の1.5倍から2倍以上高い値が示された。従って、呼吸あたりの窒素獲得効率の違いは、北方系と南方系の違いをあまり反映していないことが示唆された。
根成長速度は、北方系2種と南方系のヨシにおいてほぼ同じ値を示したが、南方系のマコモは他3種よりも高い値を示した。また、根呼吸速度あたりの根成長速度は、北方系2種において南方系2種よりも2倍以上高い値を示した。このことから、20℃条件下では、北方系2種は少ない呼吸でより多くの根を成長させており、効率的に酸素を利用していることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成26年度の研究実施計画として予定していた南方系湿生植物（ヨシ・マコモ）の実験を全て完了することができた。予備発芽実験において懸念されていたマコモの低発芽率については、大量の播種を行うことで本実験用個体の確保を可能とした。多くの時間を要していた呼吸測定については、新たに機器を追加し複数サンプルの同時観測が可能となったため、研究遂行に支障の無いレベルで実験を進めることができた。また、低酸素条件下での根内酸素濃度の測定法についても、これまでの試行錯誤により、迅速かつ極めて安定した測定データが得られるものとなり、本年度の研究達成度に大きく貢献した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに予定していた実験は概ね完了したが、研究初期に行われた一部の実験データにおいて大きなばらつきが生じているため、結果の信頼性向上のために再実験を行う予定である（ヤラメスゲにおける一部産地の35℃条件実験データ）。また、これまでに得られたデータを用いて、当初に掲げた仮説の検証を行い、関連学会等で発表するほか投稿論文としてとりまとめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
一昨年度から実験補助員として雇用する予定であった研究員が出産・育児のため雇用不可能となり、人件費・謝金として確保していた予算の執行が昨年度に引き続き滞ったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
補助員不在でも研究計画を遂行できるよう、実験効率化のための機器充実をさらに進める（多サンプルの同時処理・測定や自動測定・記録機能を有する機器・消耗品の購入）。
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