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?

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 ガラスの主要成分であるケイ素は、植物の叶を支える细胞壁を构成するための、炭素の安価な代用品として机能すると考えられてきました。しかし、実际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种だけであり、多くの种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。

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本研究の结果の概念図。ケイ素浓度が高いと叶は硬くなるが、强度は変わらず、最大ひずみが下がる。つまり叶が脆くなる(补)。一方で、セルロース浓度が高いと叶の硬さと强度の両方が上がる(产)。
研究者情报
研究者名
小野田 雄介
研究者名
北島 薫
书誌情报

【顿翱滨】


【书誌情报】
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.