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2015 年度 実績報告書

異形根性に注目した作物根系水吸収・輸送構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26292012
研究機関名古屋大学

研究代表者

山内 章  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30230303)

研究分担者 犬飼 義明  名古屋大学, 農学国際教育協力研究センター, 准教授 (20377790)
三屋 史朗  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70432250)
仲田 麻奈  名古屋大学, 高等研究院(農), 特任助教 (70623958)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード異形根性 / 水通導性 / 通気組織 / QTL解析
研究実績の概要

1. 根系を構成する異形側根間の形態学的差異の解明と観察手法の確立
種子根軸に沿って横断切片を作成し、向基的に、外皮、内皮、カスパリー帯、皮層空隙(通気組織)、導管の成熟、導管内隔壁、そしてそこから発生する側根(LとSとを区別)の位置関係、ならびに種子根軸と側根との維管束連絡を詳細に調べる実験をさらに続けた。さらに、改善した組織透明化法を用いて、隔壁を、切片を作成することなく観察し、計測点数を格段に増やした。
2. 種子根系を構成する種子根軸および異形側根の水吸収速度、量の比較
日本晴を供試し、水耕栽培によって、通気組織が極力形成されない、また斉一な長さの根系を供試材料とし、アポプラスティックトレーサーとしての性質を有する蛍光色素Sulphorhodamine Gを用いて測定した、種子根軸の位置別ならびに側根種類別に吸水量、また各根表面積当たりの吸水速度を、他のトレーサー(PTSなど)を用いて測定した結果と比較し、測定精度と再現性を向上させるための実験を繰り返している。
3. 根系の水通導性から見た水吸収能力の評価と異形側根間の役割分担
日本晴/Kasalath の戻し交雑によって作製された、54 系統のイネ染色体部分置換系統群を用いて、日本晴と比較して、L 型またはS 型側根の発生密度、あるいは伸長が顕著に異なる系統を選抜する(これまでの予備実験で系統28番が有望であることがわかっている)。プレッシャーチャンバー法によって根系の水通導性を測定する。また、ルートプレッシャープローブ法の導入を試みる。これによって、3の方法で問題になっている、組織、細胞別の通導性測定の問題の解決の糸口を見つけたい。

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

上述のように、実験手法、とくに水通導性の測定が、当初考えていたとおりには進んでいない。分離したプロトプラスト細胞のシンプラストの水透過性に加え、根系全体の通導性測定のためのプレッシャーチャンバー法の改良ならびに、インタクトな根系および個根の測定法の確立が鍵になる。

今後の研究の推進方策

根の可塑性の乾物生産、成長、収量に対する役割の検証については、圃場実験に加え、ポットや根箱を使った容器実験を併用して、水吸収能や、プレッシャーチャンバー法による水通導性などの生理機能を精密に測定する。また、水通導性のメカニズム解析に関しては、hydraulic architectureをさらに精密にするために、プレッシャーチャンバー法の改良ならびにルートプレッシャープローブ法の導入を試みる。

次年度使用額が生じた理由

実験手法、とくにシンプラストの水透過性(通導性)の測定が当初考えていたより難航していて,それに伴って,それ以降の実際の測定や分析が行えなかったので他の実験が進まなかった。

次年度使用額の使用計画

今年度の実験計画に加えて、昨年度計画してできなかった分を含めて実施する予定なので、交付申請書で記述したとおり執行する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Functional Roles of Root Developmental Plasticity and its Contribution to Dry Matter Production under Soil Moisture Fluctuation in New Rice for Africa(NERICA)2016

    • 著者名/発表者名
      Wasilwa Jackline Nekesa, Owusu Nketia Stella, Daniel Menge, Yoshiaki Inukai, Shiro Mitsuya, Mana Kano-Nakata, Roel Suralta Rodriguez, Akira Yamauchi
    • 学会等名
      日本作物学会第241回講演会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-29
  • [学会発表] 作物根系の構造およびその可塑性の機能的意義2016

    • 著者名/発表者名
      山内 章
    • 学会等名
      日本作物学会第241回講演会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-29
  • [学会発表] Anatomical analysis related to hydraulic conductivity of two types of lateral roots in rice seminal root system2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kabuki, Shiro Mitsuya, Akira Yamauchi
    • 学会等名
      第9回国際根研究学会シンポジウム
    • 発表場所
      オーストラリア キャンベラ
    • 年月日
      2015-10-06 – 2015-10-09
    • 国際学会
  • [学会発表] 異型根性を考慮したイネ種子根系の水吸収機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      株木拓也,仲田(狩野)麻奈,三屋史朗,山内 章
    • 学会等名
      第43回根研究集会
    • 発表場所
      東京農業大学農学部(厚木キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-10-01
  • [学会発表] イネ種子根系の異形側根における水通導性関連組織の解剖学的差異2015

    • 著者名/発表者名
      株木拓也,三屋史朗,仲田(狩野)麻 奈,山内章
    • 学会等名
      作物学会東海支部第146回講演会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-26
  • [学会発表] 異なる土壌リン条件下におけるイネ根系の皮層空隙形成と側根発育との関係2015

    • 著者名/発表者名
      今吉興志郎,三屋史朗,山内章
    • 学会等名
      第42回根研究集会
    • 発表場所
      秋田県立大学秋田キャンパス
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-06

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公開日: 2017-01-06  

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