Roles of Cell Walls of Trees at Subzero Temperatures

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本研究では、カツラ樹皮で検出される氷核活性の原因物質を特定し、氷点下温度での凍結を促す細胞壁の機能を調べ、氷核活性と細胞外凍結との関連性などについて検討することを目的としている。令和４年度は、カツラ樹皮由来の氷核活性物質の諸性質について調べることを主な目標とした。夏から冬にかけて採集したカツラの枝から樹皮と木部を分離し、それぞれの組織を用いて凍結抵抗性試験をおこなって凍結抵抗性の季節変化を調べるとともに、示差熱分析によって枝や樹皮、木部の凍結開始温度を測定したり、細胞壁を含む粗抽出画分を調製して氷核活性を測定した。これらの実験を通じてカツラの枝の季節的な低温馴化過程におけるこれらの因子の変化を調べた。これらの結果を比べてみると、木部よりも樹皮の方が凍結しやすい傾向にあることや樹皮の凍結開始温度の方がわずかに季節変化に応答したようだと考えられた。さらに、これらの現象がカツラ以外の落葉広葉樹種についても見出されるのか否かを調べることにした。すると、その他の落葉広葉樹種でも、カツラと同様に、樹皮組織の方が先に凍結を開始する傾向がみられた。また、これらの中の数種の枝の各組織から細胞壁画分を含む粗抽出物画分を調製して氷核活性を比べてみると、木部よりも樹皮の粗抽出物画分の方が高い氷核活性が検出された。これらのことから、カツラ以外の落葉広葉樹種でも、深過冷却する木部と比べると細胞外凍結する樹皮の方が細胞壁における氷核活性が高い傾向にあることが示唆された。そのため、細胞壁における氷核活性という観点から考えると、これらの樹木の枝では、木部と比べると樹皮の方がアポプラストに分布する水は凍結しやすい条件下におかれているものと予想された。