樹木の成長過程における細胞内膨圧と幹の力学的挙動に関する研究

树木生长过程中细胞内膨压及树干力学行为研究

• 批准号: 03F00742
• 负责人: 奥山 剛
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00742/
• 关键词: 樹木; 膨圧; 直径; 水ポテンシャル; 木部; 内樹皮; 日周期; 接線ひずみ; 樹木; 膨圧; 直径; 水ポテンシャル; 木部; 内樹皮; 日周期; 接線ひずみ

樹木の二次成長過程における分化中木部細胞の膨圧は日周期ををもつ。この膨圧の日周期が細胞壁成分の堆積に日周期をもたらすことが、当研究室の最近の研究から明らかになりつつある。すなわち、日中の膨圧が低い時にはセルロースミクロフィブリルが堆積・形成され、夜間、膨圧が高いときにはマトリックス、特にヘミセルロース成分が堆積することがわかってきている。この研究をさらに進め、細胞壁の形成過程における物理的要因を定量的に明らかにするためには、分化中木部の細胞内の膨圧の絶対値を知ることが必要になる。そこで、この研究では、内樹皮に貼付したひずみゲージによって膨圧変動の周期を正確に測定するとともに、その値から繊維弾性モデルを用いて膨圧の絶対値を推定する方法を確立することを目的とする。今回検討した結果をまとめると、1、木部を弾性円柱とし、内樹皮が外部層として木部を拘束する弾性モデルを構築した。そのなかで、水圧が内部圧力として付加されるモデルとした。これによって、樹幹内部の水圧と内樹皮の接線ひずみとの対応が予測できる。このモデルを使い、過去の測定データにもとづいてシュミレーションした結果、(1)木部の接線ひずみは内樹皮の接線ひずみと比べ無視できないレベルである。(2)半径応力は形成層帯部分で最大となる。という結果を導いた。2、上記の結果を3年生スギ苗を用いた実験によって検証した。すなわち、木部および内樹皮表面の接線ひずみの変化と、夜間、昼間の水ポテンシャルとの関係と、別に測定した木部、内樹皮の引張ヤング率の結果説明するために、モデルによるシュミレーションを行い、その測定し、その結果、上記の結論を裏付けることができた。3、スギ苗樹幹の基部を切断し、そこに規定の水圧を直接加え、直径変動と接線ひずみの変動を測定した結果、両者には、よい相関が得られた。これによって、水ポテンシャルが純粋な力学的要因として接線ひずみを生み出す過程が明確となった。

在树木的继发生长过程中，分化培养基细胞的胸骨压力具有昼夜周期。我们实验室的最新研究表明，这种煽动的昼夜时期导致细胞壁成分沉积的昼夜期。也就是说，已经发现，当白天闷闷不乐的压力低时，纤维素微纤维会累积并形成，并且当夜间和骚乱压力很高时，基质，尤其是半纤维素成分。为了进一步促进这项研究并定量阐明细胞壁形成的物理因素，有必要了解分化培养基木质部部分内的尿道压力的绝对值。因此，本研究的目的是使用粘贴在内部树皮上的应变量表准确地测量呕吐压力波动的周期，并建立一种使用来自该值的纤维弹性模型来估算呕吐压力绝对值的方法。为了总结这项研究的结果，1。我们构建了一个弹性模型，其中木质部部分是弹性圆柱体，内部树皮是限制木质部部分的​​外层。其中，使用了该模型，其中将水压施加为内部压力。这允许预测躯干内部的水压与内树皮的切向应变之间的对应关系。使用此模型，我们基于过去的测量数据进行仿真，发现（1）与内树皮中的切向应变相比，木质部中的切向应变是无法忽略的。 （2）级联带中的径向应力最大。这个结果是结果。 2。通过使用三年级雪松幼苗实验验证了上述结果。换句话说，要解释木质部切向压力的变化与内部树皮表面的变化，夜间和白天的水潜力以及分别测量的木质部张力模量和内部树皮的结果，使用模型进行了模拟，并测量了结果，并且结果是可以支持的。 3。我们切开了雪松幼苗树干的底部，直接将指定的水压施加到其上，并测量直径和切向应变的变化，并在两者之间获得了良好的相关性。这清楚地表明，水势会产生切向应变作为纯机械因子的过程。