作物根-土壌界面における粘液分泌の動態観察方法の確立

作物根-土界面粘液分泌动态观测方法的建立

• 批准号: 09876006
• 负责人: 飯嶋 盛雄
• 金额: --
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09876006/
• 关键词: 根冠; 日周性リズム; 根; 粘液; 微速度撮影; 分泌

植物の根冠からは粘液が分泌され、根冠周辺部において粘液層が形成される。粘液層は植物根の生長や機能に対して様々な役割を担っていることが指摘されている。しかし、土壌中での粘液分泌の実態が不明であるため、とくに土壌と根の相互作用に関連した役割については、推測の域を出ないものが多い。そこで、本研究では土壌中を伸長している根から分泌される根冠粘液を直接観察する方法を検討し、それが土壌中における粘液の分泌動態を把握する方法論となりうるかどうかを判定することを目的とした。実体顕微鏡を取り付けたモノクロチルドCCDカメラで土壌中を伸長しているトウモロコシ種子根の根端を、透明なアクリル板越しに撮影した。この方法によって、種子根の根端部とアクリル板との間に粘液状の物質が観察された。この物質が根冠粘液であるかどうかを、パネル上の粘液の残存性とその染色性、さらに、移植固体の根端部と針金の先端部の観察の比較等によって総合的に評価した。その結果、この物質が根冠粘液であると結論した。本法によって、粘液の分泌動態を把握しうるかどうかを確かめるため、画像として取り込んだ粘液の分布範囲を面積として定量化することによって、分泌の日周変動を調査した。その結果、粘液面積は、夜間の22時から4時にかけて大きく、昼間の10時から12時に最低値を示した。また、最大値を記録した24時の面積は、最低値であった10時よりも約40%大きな値を示した。以上の結果から、土壌中で分泌された根冠粘液の増減には日周変動があることを明らかにし、本法によって土壌中における根冠粘液の分泌動態が把握しうると結論した。さらに、根冠粘液の分泌と根の伸長生長との関係についての基礎的知見を得るために、分泌量と根の伸長速度との関係についても検討した結果、粘液の分泌量は種子根の伸長生長と関連性があることを定量的に認めた。

粘液是从植物的根冠上分泌的，在根冠周围形成粘液层。已经指出，粘液层在植物根生长和功能中起多种作用。但是，由于土壤中粘液分泌的实际状态尚不清楚，因此没有猜测与土壤 - 根相互作用有关的许多因素。因此，这项研究研究了一种直接观察从土壤中延伸的根中分泌的根冠状粘液的方法，并旨在确定这是否可以是一种方法来掌握土壤中粘液的分泌动力学。使用带有立体显微镜的单色冷冰CCD相机通过透明的丙烯酸板通过透明的丙烯酸板拍摄了通过土壤伸展的玉米种子根边缘。通过这种方法，在种子根和丙烯酸板的根端之间观察到一种粘液样物质。通过比较面板上粘液的残留特性及其染色特性，以及对植入固体的根边缘和电线尖端的观察，可以全面评估该物质是根冠粘液。结果得出的结论是该材料是根冠粘液。为了确认该方法是否可以掌握粘液的分泌动力学，我们通过量化以作为该区域的图像进口的粘液面积来研究分泌的昼夜变化。结果，晚上10点至凌晨4点，粘液区域较大，白天的上午10点至上午12点最低。此外，记录最大值的区域比最低值10:00大40％。从上述结果中可以看出，土壤中分泌的根冠粘液的增加或减少存在昼夜差异，并得出结论，该方法可以掌握土壤中根冠粘液的分泌动力学。此外，为了获得有关根冠粘液分泌与根伸长生长之间关系的基本知识，我们还检查了分泌量和根部伸长率之间的关系，并定量观察到粘液分泌量与种子根伸长的生长有关。

项目成果

Grzesiak,S.et al.: "Differences in drought tolerance between cultivars of field bean and field pea.Morphological characteristics,germination and seedling growth." Acta Physiologiae Plantarum. 19(3). 339-348 (1997)

Grzesiak,S.et al.：“豌豆和豌豆品种之间耐旱性的差异。形态特征、发芽和幼苗生长。”

Izumi,Y.et al: "Quantitative analysis of the architecture of seminal root system of rice (oryza sativa L.)grown under different soil moisture conditions." Japanese Journal of Crop Science. 66(3). 418-426 (1997)

Izumi,Y.et al：“不同土壤湿度条件下生长的水稻 (oryza sativa L.) 种子根系结构的定量分析。”

Grzesiak,S.et al.: "Differences in drought tolerance between cultivars of field bean and field pea.A comparison of drought-resistant and drought-sensitive cultivars." Acta Physiologiae Plantarum. 19(3). 349-357 (1997)

Grzesiak,S.et al.：“豌豆和豌豆品种之间耐旱性的差异。抗旱和干旱敏感品种的比较。”

Izumi,Y.et al: "Genotypic variation in the development of seminal root system of rice under different culture conditions in vitro." Japanese Journal of Crop Science. 66(3)8. 427-435 (1997)

Izumi,Y.et al：“不同体外培养条件下水稻种子根系发育的基因型变异。”

Yano,K.et al.: "Arbuscular mycorrhizal formation in undisturbed soil counteracts compacted soil stress." Applied Soil Ecology. (in press).

Yano,K.等人：“原状土壤中丛枝菌根的形成可以抵消压实的土壤压力。”