2018 Fiscal Year Annual Research Report
スギのオゾン耐性機構は極端現象にも有効に作用するか？
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17H03839
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
飛田 博順 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 (10353781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
深山 貴文 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 (40353875)
上野 真義 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 (40414479)
伊豆田 猛 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20212946)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 対流圏オゾン / 天然スギ / バイオマス配分 / 揮発性有機物 / 活性酸素消去系酵素活性 / トランスクリプトーム解析 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スギのオゾン耐性機構の解明を目的として、スギ3品種（河津４、ドンデン562、屋久島４）の針葉の活性酸素消去系酵素の活性と抗酸化物質の濃度に対するオゾンの影響を調べた（実験１）。スギの比較的高いオゾン耐性に、アスコルビン酸による活性酸素種の消去能力の高さが関与していることが示唆された。
針葉の活性酸素消去系酵素としてスーパーオキシドデジスムターゼ(SOD)等、抗酸化物質としてアスコルビン酸を測定した。その結果スギ針葉の活性酸素消去系酵素活性と抗酸化物質濃度に対するオゾンの影響に品種間差異があり、その応答が葉齢により異なることが明らかになった。
８月と11月の当年葉と一年葉に対してSOD活性とアスコルビン酸濃度の測定を行った。針葉細胞における活性酸素種の消去に関わるSOD活性は、８月の当年葉のみでオゾン処理の効果を示し、ドンデン562と屋久島４でオゾンにより増加し、河津８で低下する傾向を示した。アスコルビン酸濃度は、11月にオゾン処理の効果が見られ、当年葉では３品種ともオゾンにより低下し、一年葉では屋久島４と河津８でオゾンにより低下する傾向を示した。還元型アスコルビン酸濃度の低下は、気孔から葉内に取り込まれたオゾンにより生成された活性酸素種の消去に利用されたことを意味する。特にドンデン562では、オゾン処理の比較的初期の段階の当年葉ではSOD活性を高め、その後、アスコルビン酸濃度を保持し、オゾンに対する高い抵抗性を保っている可能性が考えられた。
新たに開始した実験２では、前年度用いた天然スギと同じ３産地(河津, ドンデン, 屋久島)の別クローンの挿し木苗を材料に用いた。1年間育苗した挿し木苗を7月に植栽しオゾン処理を開始した。個体サイズが小さいことから、翌年に乾燥処理を実施する。
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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
スギのオゾン耐性機構の解明を目的として、スギ3品種（河津４、ドンデン562、屋久島４）の針葉の活性酸素消去系酵素の活性と抗酸化物質の濃度に対するオゾンの影響を調べた。スギの比較的高いオゾン耐性に、アスコルビン酸による活性酸素種の消去能力の高さが関与していることが示唆された。概ね当初の予定通り、研究を遂行することができた。また本成果の一部が論文として掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、前年度に引き続き、高オゾン環境でスギ挿し木苗木を生育させ、極端現象の一つである無降水期間の長期化による乾燥ストレスをシミュレートするために、降雨遮断処理を実施する。処理区は、コントロール区、乾燥区、オゾン区、オゾン＋乾燥区の４つとし、各処理３基設定する。処理期間の前後を通じて、実験１と同様の測定を実施する（実験２の２年目）。生育期間終了時に、苗木の全木刈り取り調査を行い、バイオマス配分の変化を調べる。２つの実験で得られたデータを総合し、オゾン耐性に関与する発現遺伝子を探索し、オゾンに対するスギの耐性機構を解明する。さらに、この耐性機構が、極端現象の一つである無降水期間の長期化による乾燥に対して有効に機能するのか解明する。
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