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2016 年度 実績報告書

樹木における負圧下での木部通水阻害からの回復機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26850097
研究機関東京大学

研究代表者

種子田 春彦  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90403112)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード通水コンダクタンス / 植物水分生理学 / 木材解剖学 / 道管 / 壁孔
研究実績の概要

近年の研究により、茎の木部液に張力がかかった状態であっても、空洞化した道管を再び水で満たす再充填現象の発生が起きることが、多数の植物種で確認された。木部張力下で、空洞化した道管への水の再充填に必要な「道管内腔にかかる陽圧を保つ仕組み」として、道管間の放射方向の連絡通路である壁孔に入った気泡が、機能している道管と再充填中の道管とを遮断するという仮説(壁孔仮説)が提唱されてきた。しかし、これまでに実験的な証明はなされていない。
本研究では、落葉広葉樹のヤマグワ(Morus australis)を用いて、実験的なアプローチと理論的なアプローチによって壁孔仮説の実証を試みた。ヤマグワでは、乾燥ストレス後に潅水した個体で茎の通水性の回復が確認された。再充填にかかる時間と気泡の溶解速度から推測される再充填中の内腔にかかる圧力はわずか4 kPaであった。これに対して、壁孔内に気泡が入った状態を実験的に再現し、25 ~ 100 kPaの陽圧下でも気泡が維持できることを示した。しかし、Pressure probe法を用いた道管一本レベルで再充填中の道管内腔にかかる圧力の測定では、数十回の試行のほとんどすべてで陽圧は観測できなかった。また、壁孔内の気泡の再現実験からは、壁孔内の気泡が消える圧力は壁孔によって異なることが示された。これは、再充填中の道管内の水が、再充填が完了する前に周囲の道管内の水とつながる可能性を示唆している。このとき、再充填を完了させるためには、道管内腔へ水が流入する速度が隣接する道管へ水が流出する速度を上回る状態を作り再充填中の道管内の陽圧を維持する必要がある。しかし、文献値とヤマグワでの測定値から推定された値では、両者の間には1000倍程度の差があることが明らかになった。この結果から、木部張力下における再充填現象には、新たな仮説の提唱が必須であることがわかった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Structures of bordered pits potentially contributing to isolation of a refilled vessel from negative xylem pressure in stems of Morus australis Poir.: Testing of the pit membrane osmosis and pit valve hypotheses.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ooeda, Ichiro Terashima, Haruhiko Taneda
    • 雑誌名

      Plant Cell & Physiology

      巻: 58 ページ: 354-364

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pcp/pcw196

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Altitudinal changes in leaf hydraulic conductance across five Rhododendron species in eastern Nepal2016

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Taneda, Dhan Raj Kandel, Atsushi Ishida, Hiroshi Ikeda
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 36 ページ: 1272-1282

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/treephys/tpw058

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 根、茎、葉の水の流れやすさを測る―測定手法とそこからわかること―2016

    • 著者名/発表者名
      種子田春彦,大條弘貴,大塚晃弘
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 66 ページ: 447-464

    • DOI

      http://doi.org/10.18960/seitai.66.2_447

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 炭素安定同位体パルスラベリングを用いて樹木の師液流を測定する2016

    • 著者名/発表者名
      檀浦 正子,種子田 春彦,小林 剛
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 66 ページ: 501-513

    • DOI

      http://doi.org/10.18960/seitai.66.2_501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高等植物の道管流・師管流の計測技術と生態学における研究展開2016

    • 著者名/発表者名
      小林剛,種子田春彦
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 66 ページ: 439-446

    • DOI

      http://doi.org/10.18960/seitai.66.2_439

    • 査読あり
  • [学会発表] 亜高山帯針葉樹における枝の水輸送の維持機構2017

    • 著者名/発表者名
      種子田春彦,小笠真由美,矢崎健一,丸田恵美子,大條弘貴,大塚晃弘
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-18
  • [学会発表] Vulnerability to freeze-thaw-induced embolism is dependent on branch age in subalpine conifer, Abies veitchii.2016

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Taneda, Hiroki Ooeda, Akihiro Ohtsuka, Mayumi Ogasa, Kenichi Yazaki, Emiko Maruta
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Sandy River (United States)
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Leaf traits for determining leaf hydraulic conductance for deciduous and evergreen woody species.2016

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Taneda, Akihiro Ohtsuka
    • 学会等名
      German-Japanese Symposium, Plant trait workshop.
    • 発表場所
      University of Dresden (Germany)
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-14
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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