細胞壁形成速度の定量測定法の開発

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これまでの研究で明らかになった「細胞壁二次肥厚はセルロースとマトリックスが一日のうち昼夜交互に堆積する」を発展させて、すでに完成した二次壁断面でのセルロースとヘミセルロースを免疫染色し、二次壁堆積過程の日周期性を可視化することで、これまで定量が不可能だった細胞壁の完成にかかる日数を明確にすることが本研究の目的である。この実現によって、樹木の成長応力をはじめとする材質と成長速度との関係をさらに精度高く明らかにすることができる。本年度は、細胞壁の日周期性が光周期によるのか膨圧に依存するのかを検討するため、日照状態と膨圧変動を切り離して試料を生育する方法を開発した。日照時間を12時間に設定したグロースチャンバー内でスギ苗を生育し、苗に与える水量を調節することで、膨圧の高いときと低い時とで試料を採取し、二次壁新生面をFE-SEMで観察した。膨圧のモニタリングは開発済みの内樹皮接線ひずみ法によって、非破壊で連続的に行った。その結果、照明が点灯している期間は苗の膨圧は減少し、照明が消灯している期間は苗の膨圧は増加していた。1週間程度、水やりを止めて苗の植わっている土の水分量と苗体内の水分量を減少させた後、少量の水分を定斯的に与えることで、水分供給後の数時問は膨圧が増加し、その後は再び減少していく、という日照状態に大きく影響されずに膨圧を人為的に変動させることに成功した。しかし、この手法は苗に軽度な水ストレスがかかっている状況であるため、二次壁新生面の観察から成長が抑制されていると判断された。そこで、蒸散時に水分が入ってくるのを邪魔する抵抗となる根を切り放し、挿し木の状態で、水耕栽培で生育したところ、日照状態にかかわらず、常に高い膨圧で苗を生育させることに成功した。