| 研究課題/領域番号 |
25630056
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
望月 修 東洋大学, 理工学部, 教授 (50157830)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 細胞質流動 / 物質輸送 / マイクロPIV計測 / 水循環 / 葉脈 / 蒸散 / 根圧 / ナノパーティクル |
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| 研究実績の概要 |
植物細胞内流れ（細胞質流動）と成長に関わる物質輸送の関係解明するために、マイクロPIV可視化計測によるオオカナダモの細胞内流動計測を行った。その結果、細胞質基質に流動が認められるということである。すなわち、顆粒の動きがその場の流動と関係しているということである。このため、流れが起きるメカニズムについて物質拡散と対流の両面から見積もりを行った。この結果、車軸藻においては物質拡散で十分輸送を行えることがわかった。これが意味するところは対流つまり原形質流動が無くても細胞内での物質輸送は可能となるので、対流の意味を考え直さねばならいことになる。
もう一つの研究は、樹木における水の流れを解明することである。根から吸い上げた水が最終的に葉から蒸散するとすると、その終端の葉における流れを観察することで吸い上げる機構を明らかに出来るのではないか、という観点から研究を行った。ナンテンの葉を用いて、葉脈の流れを可視化計測した。蛍光溶液を吸わせることによって、その付け根から葉脈網に行き渡る様子を観察した。水の吸い上げの機構として、気孔からの蒸散、細管の毛細管現象、細胞間の浸透圧、等がある。これらの内どれか一つが正解であるということはないと思われるので、それぞれの吸い上げに及ぼす寄与度を調べた。それには、葉の気孔をロウで潰したもの、細胞を取り去ったもの、穴を開けて葉脈を分断したもの、を用い、それらの結果から連立方程式を解く形で、寄与度を調べた。その結果、吸い上げに蒸散がほぼ６０％寄与していることが分かった。導管内の流れをモデル化し根からの吸水を見積もった。この結果、根からの押し出し（浸透圧に起因する）圧力が吸水の源であることを突き止めた。今後は根から葉にいたる全体の流れを取り扱っていく。
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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
3年計画で植物における水・物質循環機構の解明を行うわけであるので、全体目標に対する達成度は70％である。サップフローメータを用いた維管束内流れの計測を行い流れ機構を解明する部分（全体の30％）がまだできていないので、今年度その部分を行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
植物細胞内流れ（細胞質流動）と成長に関わる物質輸送の関係解明に関しては、マイクロPIV可視化計測による細胞内流動計測を継続していく。特に顆粒の運動と流動との関連に関して調べる。また、気孔付近の蒸散について、計測できる方法を探る。
維管束内流れのマイクロ流動システムへの応用に関しては、市販のサップフローメータによる導管内流量計測とシュリーレン法を用いた蒸散量の直接計測を試みる。これにより、水の吸い上げ量と葉からの蒸散量とのバランスを見積もることを行う。
また、植物内流れモデルを構築し、植物の健康チェックに使えるものを提供できるようにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品購入額が変更になったため生じた差額
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| 次年度使用額の使用計画 |
トレーサーおよび染色等の試薬購入に充てる
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