樹木形成層活動の制御機構に関する細胞生物学的研究

树木形成层活性调控机制的细胞生物学研究

基本信息

批准号：
08J05659
负责人：
ベグム S
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、再生可能な木質バイオマスの量や質を決定する形成層活動の制御機構を細胞生物学的に明らかにすることを目的とした。そこで、交雑ヤマナラシとスギを用いて、形成層活動休眠中の冬期の樹幹に人為的な加温処理(約22℃)を行い、樹幹温度の上昇のみで形成層細胞の分裂開始が誘導されることを明らかにした。さらに、樹幹への局部的な加温処理をモデル系として、形成層再活動に伴うデンプンや脂質など貯蔵物質量の変化パターンを詳細に解析した結果、形成層細胞や師部柔細胞内に含まれる貯蔵物質量が細胞分裂や細胞分化に伴い減少することから、光合成年よる同化産物の供給が制限されている時期において、デシプンなどが細胞分裂開始に必要なエネルギーの供給源であると結論づけた。また、形成層細胞内の微小管を蛍光抗体染色法で観察し、微小管の低温に対する感受性が、形成層細胞の活動期と休眠期では異なることを明らかにした。一方、形成層活動の開始時期と最高気温、平均気温、最低気温との関連性を統計的に解析し、形成層活動の開始時期には最高気温との間に密接な関連性があることを明らかにし、形成層活動を制御する温度閾値を計算した。これらの結果を基に、形成層活動開始時期を予測するために有効な新しい形成層活動指標(Cambial reactivation index ; CRI)を提案した。さらに、CRIには樹種や形成層齢による特性があり、形成層細胞の温度に対する感受性の違いが形成層活動の開始時期の違いを制御していることを明確にし、冬期や初春の気温が上昇した場合の形成層活動の開始時期の変化を予測した。

本研究的目的是从细胞生物学角度阐明形成层活性的控制机制，它决定可再生木质生物质的数量和质量。因此，我们使用山橡和日本雪松的杂交品种，在形成层活动休眠的冬季对树干进行人工加热（约22摄氏度），仅树干温度的升高就会诱导形成层细胞开始分裂。此外，使用对树干的局部加热处理作为模型系统，我们详细分析了与形成层重新激活相关的淀粉和脂质等储存物质的量的变化模式，因为细胞中储存物质的量随着形成层的重新激活而减少。细胞分裂和分化，得出的结论是，当同化产物的供应由于光合作用而受到限制时，细胞分裂是启动细胞分裂所必需的能量来源。此外，通过使用荧光抗体染色观察形成层细胞中的微管，我们发现形成层细胞的活跃期和休眠期微管对低温的敏感性不同。另一方面，我们统计分析了形成层活动的开始与最高、平均和最低温度之间的关系，发现形成层活动的开始与最高温度之间存在密切的关系，我们揭示并计算了温度阈值。控制形成层活动。基于这些结果，我们提出了一种新的形成层再激活指数（CRI），可有效预测形成层活动的开始。此外，我们还阐明了CRI具有取决于树种和形成层年龄的特征，并且形成层细胞对温度控制的敏感性的差异导致形成层活动开始时间的差异，导致冬季和早春的温度升高。我们预测了在这些条件下形成层活动开始时间的变化。