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病傷害を受けた樹木辺材の木部細胞内腔に沈着する物質の化学構造分析

病害树边材木质部细胞腔内沉积物质的化学结构分析

基本信息

批准号：
11J02523
负责人：
山ギシ崇之
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02523/
关键词：
IR-SNOM ナラ枯れ病傷害閉塞物質 SEM-EDXA タンニン反応障壁防御反応

项目摘要

本研究では、ナラ枯れを受けたコナラ辺材部において、樹木側の防御反応によって細胞内腔に沈着する、閉塞物質と呼ばれる分泌物の化学構造解析を目指してきた。これまでIR-SNOM(近接場赤外分光装置)と呼ばれる、1μmの空間分解能で赤外吸収スペクトルが測定可能な装置を用いて、閉塞物質の性状について検討した結果、閉塞物質はペクチン及びタンニンなどに共通した特徴を有している事が示唆された。また、閉塞物質は単一な成分より寧ろ、数種の成分の混合物として存在していると推測された。コナラ辺材の病傷害領域から作成した試料の有機元素分析により、閉塞物質が存在する領域では他の領域よりも炭素含有量に対する酸素含有量比(O/C比)が低い傾向がある事を既に報告している。しかしながら、閉塞物質が炭素含有率の増大に寄与しているかどうかを明らかにするには、閉塞物質を直接元素分析する必要がある。また、閉塞物質構成成分を考慮すると、例えば土壌中から溶出した鉄などの金属元素が水分通導により樹木中に運ばれ、木部細胞壁の内腔に分泌された閉塞物質由来のタンニンなどのポリフェノール構造と錯体を形成し沈着している事が想定される。その為閉塞物質に含有する無機成分について検討する必要がある。そこで本研究では、エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDXA)を用いて、細胞内腔に存在する閉塞物質に含まれる元素を直接検討する事とした。SEM-EDXAを用いて、試料面から得られた炭素由来の特性X線強度に対する酸素由来の特性X線強度の割合をO/C比とみなすと、閉塞物質を直接分析して得られたO/C比は、隣接した細胞壁のO/C比よりも低い事が確認された。この事は、O/C比の低下に寄与する成分として、閉塞物質に含まれると考えられるタンニンなどの芳香核構造が著量存在する事を示唆している。また、閉塞物質の無機成分については、細胞壁に含有する無機成分の組成と大きな違いがない事が確認された。この事から、上記に記したような、閉塞物質が土壌中の金属成分との相互作用の結果として木部細胞の内腔に沈着したという仮説は否定された。

This study is aimed at analyzing the chemical structure of the secretion from the plant, the defense system and the cell lumen. IR-SNOM(Near Field Infrared Spectrometer) is used to measure the possible absorption properties of 1μm space resolution energy. The properties of red matter are examined. The common characteristics of red matter are shown. A mixture of several components is presumed to exist. The organic element analysis of the sample was carried out in the field of damage to the raw materials. The organic element analysis was carried out in the field of existence of red substances. The organic element content ratio (O/C ratio) tended to be low in the other field. The increase of carbon content in carbon dioxide is necessary for direct elemental analysis. For example, the dissolution of iron in soil and the secretion of iron in the inner cavity of tree cell wall are considered. It is necessary to study the inorganic components contained in the red substance. In this study, the application of SEM-EDXA to the direct detection of elements in red matter existing in the inner cavity of cells was investigated. SEM-EDXA was used to determine the origin of carbon and its X-ray intensity. The origin of carbon and its O/C ratio were determined by direct analysis. The low O/C ratio is related to the presence of components and aromatic nuclear structures. The composition of inorganic components contained in cell walls is confirmed. The results of the interaction between the metal components in the soil and the metal components in the wood were negative.