| 研究課題/領域番号 |
26450192
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
松尾 奈緒子 三重大学, 生物資源学研究科, 講師 (00423012)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 塩の回避 / 吸水源 / 葉による吸水 / 水の再分配 / 葉内水 / 葉有機物 / 酸素安定同位体比 |
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| 研究実績の概要 |
土壌塩類集積によって劣化する乾燥地生態系の保全・修復技術を確立するためには、複数のメカニズムからなる乾燥地植物の耐塩性を評価しなくてはならない。本研究は乾燥地植物の水利用様式と塩ストレスの関係を明らかにした上で、葉内の水とセルロースの酸素安定同位体比を決定する要因を明らかにすることで、乾燥地植物の耐塩性の評価指標を完成させることを目的としている。
乾燥地植物の塩ストレスへの対応は1）地下水・露・雨季中の浅層土壌水といった塩分濃度の低い水の利用や根によるイオンの選択的吸収などによる塩回避、2）塩腺・塩毛など塩排出器官による塩排出、3）水利用効率の向上や浸透圧の調節など塩への耐性の3つに分類できる。
平成27年度は乾燥地植物の葉による露吸収の量と経路を評価するため、中国半乾燥地原産の常緑針葉樹Juniperus sabina L.の鱗片葉に水を与え、重量変化から吸水量を推定する実験を行った。その結果、全実験条件において葉からの吸水が確認できた。この吸水量と水の与え方と葉の水ポテンシャル、気孔の開口との関係を調べた。葉による吸水量は葉に水を噴霧した場合（以下、噴霧）よりも葉全体を水に沈めた場合（以下、沈水）の方が多く、葉の表面に残る水の量には両者に有意差がなかったことから、水に接触する葉面積が大きいほど吸水量が多くなると考えられた。一方、葉採取時の水ポテンシャルと気孔開閉は吸水量に影響しなかったことから、吸水は気孔開口部以外からポテンシャル勾配を駆動力とせずに行われていること、すなわち夜明け前で気孔を閉じている葉から吸水可能であることが示唆された。さらに、中国内蒙古自治区毛烏素沙地で観測したJ. sabinaの日蒸散量に対し、噴霧実験により推定した吸水量が占める割合を推計したところ、最大8.1%であった。以上より、1）塩回避のひとつ、乾燥地植物による露の利用を定量的に評価することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では乾燥地植物の耐塩性の評価指標の完成を目的とし、ア）乾燥地植物の水利用様式と塩ストレスの関係の解明とイ）葉内の水とセルロースの酸素安定同位体比の決定要因の解明に取り組んでいる。このうち、ア）の課題は順調に進んでおり、ほぼ達成している。一方、イ）は初年度に苗木が枯死してしまい実験を実施できなかったため、遅れ気味であった。そのため、今年度は苗木実験を実施せずに現地本観測を実施する計画を立てていた。しかし、再検討を行った結果、予備実験無しの現地本観測はリスクが高いと判断し、替わりに湿潤条件下と乾燥条件下の熱帯広葉樹の葉サンプルとその蒸散速度などの個葉データ、気象データを入手し、葉サンプル内の水と有機物の酸素安定同位体比の測定を行うこととした。現在、それらの測定作業を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
塩ストレスへの対応と乾燥ストレスへの対応は共通点が多いことから、葉内の水およびセルロースの酸素安定同位体比と気孔コンダクタンス、飽差、セルロース生成時の同位体交換率との関係は乾燥ストレスによっても変化すると考えられる。さらに、葉内での水の拡散経路長を変化させる葉細胞の多肉化も乾燥ストレスによって起こる。そこで、湿潤条件下と乾燥条件下の熱帯広葉樹の葉内の水と有機物の酸素安定同位体比の測定を行う。
その後、理論式を用いて葉温、湿度、蒸散速度、気孔・葉面境界層コンダクタンスなどの現地観測データから葉内水の酸素安定同位体比を推定する。この推定値と観測値の差から葉内での水の拡散経路長を算出し、葉の厚さの指標である葉面積あたりの乾燥重量（LMA）との関係を調べることで乾燥ストレスの影響を明らかにする。
さらに、測定された葉内水の酸素安定同位体比と有機物の酸素安定同位体比の差から、セルロース生成時の同位体交換率を算出し、乾燥ストレスとの関係を明らかにする。これらの結果をまとめ、塩ストレスに対する葉の酸素安定同位体比の応答を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究課題の目的のひとつ、葉内の水とセルロースの酸素安定同位体比の決定要因の解明は初年度に苗木が枯死してしまい実験を実施できなかったため、遅れ気味であった。そのため、今年度は苗木実験を実施せずに現地本観測を実施する計画を立てていたが、再検討を行った結果、予備実験無しの現地本観測はリスクが高いと判断し、現地調査旅費を使用ぜす、替わりに葉サンプルを入手して測定を行うこととしたため、次年度使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
入手したサンプルの半数以上について分析前処理は終了したが同位体比は未分析であるため、分析費を次年度に使用する。
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