The role and the origin of the bulk elastic modulus in the water relations of conifer shoots.

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葉の水分生理特性は、圧力―体積曲線（P-V曲線）という線図を基に理解されてきた。P-V曲線は、葉の相対含水率が低下していく過程での葉の水ポテンシャルの低下、および、それを構成する浸透ポテンシャルと圧ポテンシャル（膨圧）の低下を表している。中でも、相対含水率の低下に対して膨圧が低下する割合は「体積弾性率」と呼ばれ、細胞壁の弾性的性質を表していると考えられてきた。しかし、この指標が提案された1970年代から理解は進んでいない。体積弾性率が理解しにくい理由の一つに、この指標を規定する葉の内部要因がはっきりしないことが挙げられる。研究代表者らはSaito et al. (2006)で、体積弾性率と細胞壁の弾性的性質との関係を初めて立証した。しかし、この結果は広葉樹で得たものであり、葉の構造や細胞壁の成分が異なる針葉樹にも当てはまるかどうかは明らかでない。そこで本課題では、まず共同研究者と議論することから始めた。「水と細胞壁」というテーマについて討論を重ねることでチームビルディングを図るとともに、本課題における本質的な問題は何かを探った。議論を踏まえて2022年度には測定を実施した。測定材料には針葉樹メタセコイアを選択した。P-V曲線を測定し、過去に測定した針葉樹のスギ、広葉樹のアラカシやコナラの結果と比較した。その結果、針葉樹の体積弾性率（7～9 MPa）は広葉樹（18～21 MPa）より顕著に小さかった。この結果は、針葉樹は広葉樹と比較して吸水力の向上には劣るが、膨圧の維持には秀でていることを示している。さらに、引っ張り試験機を用いて葉の細胞壁の動的粘弾性を測定した。測定部位を水中で加熱冷却することで熱軟化特性を評価したところ、60℃付近で特異的に貯蔵弾性率が低下した。この結果は、葉の弾性的性質の発現に何らかの生物的要因が強く影響していることを示している。