2018 Fiscal Year Annual Research Report
Stress tolerance mechanisms in trees from the viewpoints of xylem embolism and refilling
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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, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30208954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 康彦 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20400640)
矢崎 健一 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MRI / 乾燥ストレス / 凍結ストレス / 樹液流速 / エンボリズム / 貯水 / マイクロX線CT / 再充填 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MRIを用いた樹液流速の非破壊可視化技術の確立を行った。Q-space imaging法におけるT1T2補正および誤差のフィルタリングの手法を確立し、屋外のケヤキ成木の樹液流速の可視化の精度を高めることができた。夏の樹液流速の日中変化について詳細な解析を行った結果、樹液流速は当年輪の早材（孔圏部）において最も速く、樹液流量の約3分の1を担っており、当年輪の孔圏外道管が3分の１、旧年輪が残り3分の1を担っていた。また、日中の大気水蒸気圧飽差（VPD)と樹液流速には高い相関がみられた。また師部の流速の可視化の結果、師部の流速は日中変化をほとんど示さないことが明らかになった（Terada et al. 2019 Tree Physiology)。苗木の樹液流速可視化については、位相法を用いた可視化技術をの精度をシリコンチューブ内に任意の流速で水を流すことのできる装置を用いて検証した結果、非常に高い精度で可視化できていることが確認された。ケヤキ、シラカンバおよびカツラの苗を用いて日中の樹液流速の変化を可視化した結果、ケヤキについては、成木と同様に当年輪の孔圏道管が最も流速が速く、全体の約2分の1を担っていることが明らかにされた。また3樹種における潅水停止後の樹液流速の低下とエンボリズムの発生、再潅水による樹液流速の回復過程をMRIにより観察した。乾燥過程でのキャパシタンスの低下過程については、マイクロフォーカスX線CTを用いた昨年度の枝片の観察に加えて、より長い枝片を用いた再実験を行い、木部の脱水過程における木部の各組織細胞の寄与を明らかにした(Yazaki et al. American Journal of Botany in press)。冬季の乾燥および凍結融解によるストレスについて、引き続き縞枯山での調査により冬季の通水阻害と春季の回復について検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MRIによる苗木の観察については、苗木の問題による遅れが生じているが、他の研究項目については順調に進展し、結果の公表についても進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
多様な樹種の木部構造がもつ乾燥ストレス及び凍結ストレスへの適応的意義を明らかにすべく、乾燥ストレスに対するエンボリズムと再充填を非破壊観察するとともに、貯水機能をもつ組織細胞の特徴を明らかにすべく、解剖観察と非破壊観察を組み合わせてさまざまな樹種を木部構造と機能からタイプ区分して理解することを計画している。凍結ストレスと冬季の乾燥ストレスに対しては、亜高山帯針葉樹を主たるターゲットとして、葉と枝の通水機能の関係を非破壊観察と解剖の組み合わせにより明らかにする予定である。これまでの結果をとりまとめ、論文投稿や学会発表を進める。
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Research Products
(14 results)
