酢酸溶液施用によるスギ苗の乾燥耐性機構の解明とコンテナ苗育苗技術への応用

醋酸溶液施用雪松幼苗抗旱机制的阐明及其在容器育苗技术中的应用

• 批准号: 20H03022
• 负责人: 丹下 健
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03022/
• 关键词: 乾燥耐性発現機構; 酢酸施用; スギ; 乾燥耐性誘導; 酢酸吸収動態; 遺伝子発現解析; 代謝物解析

昨年度までの研究結果に基づいて、乾燥耐性誘導現象の確認や遺伝子発現・代謝物解析の実験条件の確立のための実験を中心に実施した。これまでは、草本種である作物で明らかになっている酢酸施用による乾燥耐性の誘導現象が木本種であるスギでも同様に確認されるのか、また遺伝子発現や産生される代謝物は同様なのかを明らかにするための実験系の確立を進めてきた。苗長40～50cmのスギ苗を供試して、根に施用した酢酸の樹液流による吸収・移動・集積の経時変化を放射性炭素で標識した酢酸を用いて調べた結果、作物種に比べて標識した炭素の移動が非常に遅いことが明らかになった。根に施用した酢酸が地上部の成長点に酢酸のまま移動しているのか、代謝されているのかを、代謝物解析での検討を進めている。一方、酢酸による根の通水抵抗の増大が水チャネルであるアクアポリンの膜輸送機能の低下によるものであるかを明らかにするために、酢酸施用前後の根の遺伝子発現量のスクリーニングを行い、酢酸施用によって発現量が変化する遺伝子があることを明らかにした。水の膜輸送に関わる遺伝子やリン酸化に関わる遺伝子のデータベースと比較し、酢酸施用前後の経時変化を調べる遺伝子の絞り込みを進めている。酢酸施用が根に与える短期的な影響と地上部成長点に移動してからの中期的な影響を分けて研究を進め、水ストレスの影響を受けやすい植栽時の活着率の向上や発芽したての実生苗の生存率の向上など、育苗や造林現場での利用について検討を行っている。

基于去年的研究成果，实验主要是为了确认耐旱诱导现象，并建立基因表达和代谢物分析的实验条件。迄今为止，尚不清楚草本作物中显示的通过施用乙酸诱导耐旱性的现象是否也在雪松的木本物种中得到证实，以及基因表达和产生的代谢物是否相似。一直致力于建立一个实验系统来澄清情况是否如此。使用放射性碳标记的乙酸，我们测试了长度为 40 至 50 厘米的雪松幼苗，并研究了通过树液流施加到根部的乙酸的吸收、转移和积累随时间的变化，从而得出了标记。明显高于农作物物种，碳传输极其缓慢。目前正在进行代谢分析，以确定施加到根部的乙酸是否以乙酸的形式转移到地上生长点，或者是否被代谢。另一方面，为了阐明乙酸引起的根系耐水性增加是否是由于水通道蛋白（水通道蛋白）的膜转运功能下降所致，我们筛选了乙酸处理前后根部的基因表达水平。研究表明，有些基因的表达水平会根据乙酸的应用而变化。通过比较与水的膜运输相关的基因和与磷酸化相关的基因的数据库，我们正在缩小将研究乙酸施用前后随时间变化的基因的范围。我们将施用醋酸对根系的短期影响和移至地上生长点后的中期影响分开进行研究，提高了易受水分胁迫的种植期间的成活率和发芽率。我们目前正在研究其在育苗和造林方面的应用，包括提高苗木的成活率。

项目成果

酢酸施用がスギコンテナ苗の乾燥耐性与える影響

施用醋酸对雪松容器苗耐旱性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Ouk R;Oi T;Sugiura D;Taniguchi M.;小林裕子・黒河内寛之・丹下健
• 通讯作者: 小林裕子・黒河内寛之・丹下健