Adaptive significance of leaf trichome in Metrosideros polymorpha

多形叶毛状体的适应性意义

• 批准号: 17J04193
• 负责人: 甘田 岳
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04193/
• 关键词: 葉トライコーム; ハワイフトモモ; 適応的意義; 葉面吸水; 被食防衛; 虫こぶ; 葉温; 乾燥適応; 適応放散; 葉面濡れ; 光合成; 樹液流; トライコーム; 葉の濡れ

本研究は、進化のモデル樹木とであるハワイフトモモ（Metrosideros polymorpha）の適応放散において、最重要と考えられている適応形質葉トライコーム（葉毛）の適応的意義の解明を目指して行った。葉トライコーム量は乾燥地や高標高地ほど多くなり、湿潤地では無毛個体も生息することから、葉トライコームは乾燥適応や低温適応に貢献していると考えられるが、どのような機能を有しているのかは未だ未解明である。本研究では、ハワイフトモモの葉トライコームの適応的意義の解明を目的とし、有力と考えられる３機能：①拡散抵抗増加、②葉面濡れ促進、③被食防衛、を評価してきた。当該年度は、昨年度に引き続き、主に機能②についての評価を行った。既存の方法では有毛葉における葉面吸水の影響を十分に評価できなかったが、葉重測定と水ポテンシャル測定を組み合わせることで、有毛葉における葉面吸水の定量化を行った。結果、葉面吸水によって、葉身の水ポテンシャルの改善は無毛葉に比べ有毛葉で顕著であり、また濡れ時間が延びるほどその効果が大きくなることが示唆された。また、野外調査から、様々な環境下において葉面濡れモニタリングを行った結果、葉トライコーム量と環境条件の相互作用が強く葉面濡れ時間に影響していることが示唆された。機能③の研究成果に関しては、植物学における権威ある国際誌Annals of Botanyに掲載された（Amada et al. 2020）。機能①の未発表の研究成果、及び機能②の研究成果に関しては、現在投稿準備中である。

本研究旨在阐明叶毛的适应性意义，叶毛被认为是夏威夷桃（Metrosideros polymorpha）（一种进化模型树）的适应性辐射中最重要的适应性特征。干旱地区和高海拔地区叶毛数量增多，潮湿地区也存在无毛个体，因此认为叶毛有助于干旱适应和低温适应，但其功能究竟如何尚不清楚。它有这个。在本研究中，我们旨在阐明夏威夷桃金娘叶毛的适应性意义，并评估了三种可能的功能：（1）增加扩散阻力，（2）促进叶面润湿，以及（3）猎物防御。本财年，继去年之后，我们主要对功能②进行了评估。尽管现有方法无法完全评估毛叶吸水率的影响，但我们通过结合叶重测量和水势测量来量化毛叶吸水率。结果表明，由于叶面吸水而导致的叶片水势的改善在毛叶中比在无毛叶中更明显，并且随着润湿时间的增加，这种效果变得更大。此外，通过对不同环境下叶片湿度的现场调查和监测，表明叶片毛状体含量和环境条件之间的相互作用强烈影响叶片润湿时间。函数3的研究成果发表在国际著名期刊Annals of Botany (Amada et al. 2020)上。尚未发表的功能①的研究结果和功能②的研究结果目前正在准备提交。

项目成果

Associations between psyllid galls and leaf traits or environmental conditions: Ideal model system to understand evolutions of interaction between gall makers and host plants

木虱虫瘿与叶子性状或环境条件之间的关联：了解虫瘿制造者与寄主植物之间相互作用演变的理想模型系统

• 发表时间: 2019
• 作者: Gaku AMADA

ハワイフトモモにおける葉トライコームの適応的意義―環境によって異なる機能―

夏威夷桃叶毛状体的适应性意义 - 因环境而异的功能 -

• 发表时间: 2018
• 作者: 甘田岳;北山兼弘;小野田雄介
• 通讯作者: 小野田雄介

ハワイフトモモにおける葉トライコームの適応的意義Part４―光合成における葉面保水効果―

夏威夷桃叶片毛状体的适应性意义第4部分-光合作用中叶片保水效应-

• 发表时间: 2018
• 作者: 甘田岳; 小野田雄介; 小南祐志; 北山兼弘
• 通讯作者: 北山兼弘

Influences of leaf trichomes on heat fluxes and gas-exchange characteristics in Metrosideros polymorpha

叶毛对地精热通量和气体交换特性的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: AMADA Gaku; ONODA Yusuke; KOSUGI Yoshiko; KITAYAMA Kanehiro
• 通讯作者: KITAYAMA Kanehiro

University of Hawaii at Hilo(米国)

夏威夷大学希洛分校（美国）