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京都大学 研究Discovery Saga
2025年4月23日

植物のケイ素利用にかかる制約の解明に迫る 葉の脆さがケイ素利用のデメリット?

【産学連携対象 全学共通分野 Discovery Saga】
化学工学農学
【Sagaキーワード】
ケイ素/ひずみ/イネ/セルロース/細胞壁
この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日

概要

ガラスの主要成分であるケイ素は、植物の葉を支える細胞壁を構成するための、炭素の安価な代用品として機能すると考えられてきました。しかし、実際にケイ素を根から吸収・利用するのはイネ科の草本をはじめとする一部の種だけであり、多くの種は根でケイ素を排除して体内に取り入れないようにします。したがって、ケイ素の利用にはメリットだけでなくデメリットもあると考えられます。
 小野田雄介 農学研究科教授、北島薫 同教授は、梶野浩史 東北大学特任研究員との共同研究で、落葉広葉樹33種の葉の力学特性と化学特性を比較し、「ケイ素濃度の高い葉は硬いが脆い」という新たな仮説を検証しました。葉の脆さがケイ素利用のデメリットになることを示唆した本研究は、植物の葉のケイ素濃度の多様性を理解するための手がかりになると期待されます。
 本研究成果は、2025年4月10日に、国際学術誌「New Phytologist」にオンライン掲載されました。
本研究の結果の概念図。ケイ素濃度が高いと葉は硬くなるが、強度は変わらず、最大ひずみが下がる。つまり葉が脆くなる(a)。一方で、セルロース濃度が高いと葉の硬さと強度の両方が上がる(b)。

詳しい研究内容について

植物のケイ素利用にかかる制約の解明に迫る 葉の脆さがケイ素利用のデメリット?

研究者情報

研究者名 小野田 雄介
京都大学 教育研究活動データベース
研究者名 北島 薫
京都大学 教育研究活動データベース

書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1111/nph.70079

【書誌情報】
Hirofumi Kajino, Yusuke Onoda, Kaoru Kitajima (2025). Across 33 broad-leaved deciduous woody species, silicon enhances leaf lamina stiffness but not tensile strength whereas cellulose enhances both.New Phytologist.

関連部局

農学部・農学研究科