二次壁肥厚における周期的な壁成分の堆積

次生壁增厚中的周期性壁成分沉积

基本信息

批准号：
14702059
负责人：
吉田正人
金额：
$ 6.16万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

前年までの研究によって、二次壁新生面には、明期にはセルロースミクロフィブリルが、暗期にはグルコマンナンとキシランを含む無定形物質(マトリクス)が活発に堆積していることを明らかにした。これは、二次壁の肥厚は日周期的に切り替わる壁成分の堆積によって行われていることを示している。また、この日周性は時刻ではなく光環境変動に依存しているが、光変化は膨圧変化と密接であることから、本年度はこの二次壁成分堆積の日周期性と膨圧の関係を調べた。前年度の予備実験において、水分の供給量を調節することで、膨圧変動を人為的に作り出すことはできたが、この方法で生育した試料は、水ストレスがかかっていることから、別の手法を検討した。その結果、1.試料苗の幹基部で水切りし、水耕法で生育しても、光環境の変動に伴って膨圧も変動していることを内樹皮接線ひずみ法で明らかにした。2.水耕養液を密封した容器に入れて、ガスボンベを用いて加圧することで試料苗の膨圧を人為的に増加させることに成功した。この成果によって、同期している光環境変動と膨圧変動を人為的に切り離した状態で、試料苗を生育させる一つの手法が確立した。この方法を用いて、昼間でも膨圧を高い状態で生育した試料の二次壁新生面をFE-SEMで観察したところ、セルロースミクロフィブリルを覆うマトリクスが観察された。一方、コントロールとして、水耕法で生育し養液加圧を行わなかった試料苗の二次壁新生面ではセルロースミクロフィブリルが明瞭に観察された。この結果から、二次壁新生面に現れる日周性は、明暗変化に依存するのではなく、細胞の膨圧変動に依存していることが明らかになった。

直到上一年的研究表明，纤维素微纤维被积极地沉积在光相中，无定形材料（矩阵）在黑暗相中含有葡萄糖素和xylan，积极地沉积在次要壁的新作用中。这表明二级壁增厚是由昼夜开关壁成分的沉积引起的。此外，尽管这种昼夜性质不取决于时间，而是在光照环境的波动上，由于光变化与turgling压力的变化密切相关，但今年我们研究了这种二级壁成分沉积的昼夜性与turgling压力之间的关系。在上一年的初步实验中，可以通过调整供水量来人为地产生呕吐的波动，但是由于使用这种方法生长的样品会受到水应力的约束，因此我们研究了另一种方法。结果，1。即使将幼苗在样品幼苗的底部排出并使用水培制作生长，狂暴压力也随着光环境的变化而波动。 2。我们通过将水培液体放在密封的容器中并使用气缸进行加压，从而成功地人为地增加了样品幼苗的胸骨压力。该结果已经建立了一种在人工分离光环境和湍流中同步变化和湍流同步变化的状态下生长样品幼苗的方法。使用这种方法，即使在白天使用FE-SEM观察到在高闷热的样品中的次要壁新生成表面，并且观察到覆盖纤维素微纤维的基质。另一方面，在样品幼苗的二级壁再生中清楚地观察到了纤维素微纤维，这些幼苗是通过水培法生长的，未承受营养压力。这些结果表明，出现在次要壁新发生表面中的昼夜性不取决于光和黑暗变化，而是在细胞毛刺压力波动上。