2015 Fiscal Year Annual Research Report
通水阻害と再充填のメカニズムからみた樹木のストレス耐性の解明
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15H02450
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福田 健二 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30208954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢崎 健一 国立研究開発法人森林総合研究所, 植物生態研究領域, 主任研究員 (30353890)
三木 直子 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30379721)
内海 泰弘 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50346839)
種子田 春彦 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90403112)
伊藤 進一郎 三重大学, 生物資源学研究科, 招聘教授 (90092139)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MRI / マイクロX線CT / キャビテーション / 道管 / 仮道管 / 樹液流速 / 凍結 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
野外での樹木の木部通水阻害と回復について、さまざまな樹種、季節について調べた。
乾燥ストレスによる通水阻害については、回復性の異なる落葉広葉樹６種のポット苗を用いて、木部横断面における柔細胞面積の割合などの木部の構造的特性や、湿潤時と乾燥時(水分通導度を約５０％失う程度の水分状態、Ψ50)の樹体の各種生理活性(最大光合成速度、幹の可溶性糖含量)、および膨圧を失うときの水ポテンシャル（Ψwtlp）を求め、これらと通水機能の回復性との関係性を評価した。その結果、乾燥時の光合成活性が空洞化した道管への糖の輸送をもたらしている可能性が考えられた。
道管の再充填について、個々の道管レベルでの現象の解明のため、キャピラリーを用いた再充填実験をヤマグワを用いて行った結果、木部液に張力がかかった状態でも再充填が起きうるが、木部液にかかる張力が0.5MPa未満でないと道管内の陽圧を保てないことが示された。
また、冬季の凍結融解による通水阻害と春季の回復について、北八ヶ岳縞枯山のシラビソを用いて調べた結果、冬季の通水阻害は若い枝で集中的に起きていること、通説と異なり通水性を失った木部が水で満たされており、気泡の侵入とは異なる木部閉塞現象が起きていることが明らかにされた。
光環境と木部形成、通水性との関係については、被陰環境下で生育したトドマツの肥大成長と伸長成長を個体及び組織レベルで解析した結果、強度の被陰を受けた個体では肥大成長の停止が1年以上継続する年輪欠損が認められることが明らかになった．
MRIを用いた樹液流速可視化については、ケヤキとゲッケイジュの苗を用いて、ADC（みかけの拡散計数）のマッピングに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
野外調査や研究分担者が行っている実験は順調に進展しており、多くの知見が得られたものの、MRIを用いた樹液流速可視化については、MRIのデジタル化のための機器更新の遅れと更新後の機器の調整に時間を要したため、当初計画よりも約半年程度、実験の実施が遅れることとなった。このため、科研費の翌年度への繰越によって対応した。その結果、MRI1台のトランシーバーのデジタル化が完成し、樹液流速可視化のめどが立った。
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| Strategy for Future Research Activity |
乾燥ストレスによる通水阻害と回復現象については、野外でのデータが蓄積されつつあることから、MRIを用いた通水阻害と回復の可視化、樹液流速の可視化技術を用いて、通水阻害と回復過程を非破壊的に観察する。また、冬季の通水阻害については、キャビテーション以外の未知のメカニズムの関与についての検討を進める。回復のメカニズムについては、木部組織構造や光合成活性などの生理状態と、通水阻害からの回復性との関係の解析を進める。
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Research Products
(15 results)
