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

体积弹性模量在针叶树芽水关系中的作用和起源。

• 批准号: 20K06154
• 负责人: 齋藤 隆実
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Forest Research and Management Organization
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06154/
• 关键词: 細胞壁; 弾性的性質; 水ポテンシャル; 膨圧維持; 圧力ー体積曲線; 水分生理; 引っ張り試験; メタセコイア; 引張試験; 圧力―体積曲線

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。

The physiological characteristics of water in leaves と, the pressure-volume curve (P-V curve) と う line graph を basis に understanding されて た た た. P - V curve は, leaf の phase of low moisture content が seaborne し て い く process で の leaf の water ポ テ ン シ ャ ル の is low, お よ び, そ れ を constitute す る soak ポ テ ン シ ャ ル と 圧 ポ テ ン シ ャ ル (bentonite 圧) low の を table し て い る. In で も phase, low moisture content の に seaborne seaborne し て bentonite 圧 が low す る cut close は "volume 弾 sex ratio" と shout ば れ, cell wall の 弾 sexual nature を table し て い る と exam え ら れ て き た. The <s:1> んで, the <s:1> indicator, the が proposal, the された in the 1970s, the ら understanding, the された into the んで, the な, and the な. Volume 弾 sex rate が understand し に く い reason の a つ に, こ の index を rules す る leaf の internal by が は っ き り し な い こ と が 挙 げ ら れ る. Representative of the study ら ら Saito et al. (2006)で volume elasticity rate と properties of cell wall <s:1> elasticity と <s:1> relationship を initial めて evidence た. し か し, こ の results は hiroo chestnut で must た も の で あ り や の cell wall composition が different structures, leaf の な る conifer に も when て は ま る か ど う か は Ming ら か で な い. そ こ で this topic で は, ま ず talk together researchers と す る こ と か ら beginning め た. と "water と cell wall" い う テ ー マ に つ い て discuss を heavy ね る こ と で チ ー ム ビ ル デ ィ ン グ を 図 る と と も に, this topic に お け る nature な problem は what か を agent っ た. Discussion on を まえて2022 に <s:1> determination を practical application た. To determine the material: に に coniferous tree メタセコ アを アを アを select 択 た た. The P-V curve was determined by を, and the results of the previous に determination of た coniferous trees スギ スギ and アラカシやコナラ of broad-leaved trees と were compared. Youdaoplaceholder0 そ results: Coniferous tree <s:1> volume elasticity (7-9 MPa) そ broad-leaved tree (18-21 MPa) よ よ 顕 に small さ った った った. こ の results は, conifer は hiroo chestnut と compare し て の absorbent upward に は substandard る が, raising 圧 の maintain に は show で て い る こ と を shown し て い る. Youdaoplaceholder0 and っ are used to determine the viscoelasticity を of the <s:1> て leaf <s:1> cell wall <e:1> by を using the っ instrument を. Measurement site を water heating で す cooling る こ と で を thermal softening properties evaluation 価 し た と こ ろ, pay nearly 60 ℃ で specific に storage 蔵 弾 sex rate low が し た. こ の results は, leaf の 弾 sexual nature の 発 now what に ら か の creatures in が strong く し て い る こ と を shown し て い る.

项目成果

針葉樹の葉の乾燥過程における細胞壁の力学的性質の変化

针叶叶干燥过程中细胞壁力学性能的变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 大山和也;小口燎巳;田中恵;林亮臣，藤岡薫子，城田徹央，岡野哲郎;齋藤隆実・三好由華・秋山拓也・宮澤真一
• 通讯作者: 齋藤隆実・三好由華・秋山拓也・宮澤真一