植物の表現型可塑性に着目した環境教育教材開発のための基礎研究

植物表型可塑性环境教材开发基础研究

基本信息

批准号：
20K03246
负责人：
佐野史
金额：
$ 1.25万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、学校教育で細胞の観察や光合成の実験に汎用される外来生物であるオオカナダモが、環境変化に応じてどのような表現型可塑性を示すのか、また可塑性を示すのにはどのような環境条件の変化が必要なのかを明らかにすることを目的とし、子どもたちが外来生物の「強さ」を実感をもって認識し、生物多様性やそれを維持する環境保全の重要性について考えることができる、環境教育の観察・実験用教材を提案することを最終目的としている。具体的な研究計画として、①環境の悪化に対して休眠芽を形成して耐えること、②環境条件によって発根してその場への定着を図ること、③主に水中の溶存二酸化炭素濃度に依存して光合成様式をC3からC4に変えることの３点に着目し、これらの可塑性を短期間で最大限発揮する条件とそのときの変化の詳細を明らかにしたいと考えている。①の休眠芽の形成については、栽培中の光条件と温度条件を変えることで形成が促進されることを期待していたが、うまく条件を見つけることができなかった。また、栽培容器の形状によって影響を受ける可能性が見出されたが、再現することができなかった。②については切れ藻となる際に発根が促されるため、側芽が成長する条件を特定することを考えた。そのため、個体を切断して人為的に切れ藻の状態にするなどの処理を行ったところ、ある程度の発根は見られたが、側芽が成長しても発根がないケースもあった。また、①の検討の過程で、光照射時間を変化させることによって発根が促されることが示唆された。③については予備実験では効果があった市販の炭酸水添加の影響の再現性がとれなかった。

这项研究旨在阐明在学校教育中通常用于细胞观察和光合作用实验的侵入性生物的表型可塑性，这表明了对环境变化的响应，以及环境条件的变化以显示可塑性。最终目标是提出一种观察和实验性教学材料，以使环境教育能够实现侵入性生物的“力量”，并考虑生物多样性的重要性以及环境保护的重要性。具体的研究计划包括：1）抗环境恶化的休眠芽形成，2）根据环境条件的生根并固定在适当的位置； 3）光合作用模式主要从C3更改为C4，这主要取决于水中溶解的二氧化碳的浓度，以及在水中发生的变化的详细信息。关于在1中休眠芽的形成，我们期望在培养过程中改变光和温度条件会促进形成，但我们无法很好地找到条件。此外，尽管发现栽培容器的形状可能会受到影响，但无法再现。关于②，藻类切割时会促进生根，因此我们考虑确定侧芽生长的条件。因此，当个体被切割并人为地切入藻类状态时，观察到了一些生根，但是在某些情况下，即使在生长的情况下，侧芽也不会发展。此外，在研究中，有1个改变光照射时间会刺激生根。关于③，初步实验不允许添加市售的碳酸水的影响，这是有效的。