作物根の伸長成長における日周性リズムの解析

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土壌の物理性が不良な耕地条件下では、作物根の伸長生長は抑制されることが知られている。この伸長生長の低下率は、ある一定期間における根の伸長速度として表示されるが、これまでの研究では1日単位の伸長量よりもさらに微細な伸長速度にふれた報告はほとんど見あたらない。そこで、本研究では土壌のストレスに対する根の伸長抑制を評価する上で、これまでの研究で欠けていた、時・分単位の伸長生長の変動を明らかにすることを目的とした。具体的には、根の伸長生長における日周性リズムが存在するか否か、さらにリズムが存在する場合にはそれが内因性のリズムであるか否か、を明らかにすることを本研究の到達点として設定した。この目的を達成するため、根圏の水・養分・温度・光などの環境因子が一定の条件下で根の伸長生長を観測しうるシステムを作成した。低照度域においても感度良好なCCDビデオカメラで撮影した根端部の位置をタイムラプスビデオに記録し、コンピュータ上で画像処理した。観察対象とする根は、イネ、白花ル-ピン、モロコシの種子根とし、播種後約3週間程度に渡って種子根の伸長リズムを調査・解析した。数種の作物根の時・分単位の伸長速度には明らかな変動が認められた。数日間の調査期間中における1時間当たりの伸長速度の最大値は、最小値の1.4から6.7倍であった。昼夜温度が変化する場合には伸長速度は昼夜間で明らかに異なっており、伸長速度は温度に依存する傾向が認められたが、恒温条件下では昼夜間の伸長速度には明確な差異は認められなかった。このことは、伸長速度の変動は日周の温度変動に依存する変動パターンを示しうることを暗示した。今後、明暗が交代する通常の条件と、連続明条件の二つの条件で観察を行ない、その結果の違いによって、伸長パターンが外因性か内因性かを判定する必要を認めた。