C o a s t a lBioenvironment Vo. l9 ( 2 0 0 7 )7 1~76 7 1 塩添加栽培における塩生植物シチメンソウの成長と Na+吸収上村静香川・田中明 *2 ・谷本静史 *1 *1佐賀県佐賀市本庄i 町1 佐賀大学農学部植物工学研究室佐賀県唐津市松商 I T l52-1 *2 佐賀大学海浜台地生物環境研究センター GrowthandNa+uptakei nt h eHalophyteSuaedajaponica underS a l t ω c o n t a i n i n gC u l t i v a t i o n ShizukaUEMURA'I，Ak i r aTANAKA'2andShizufumiTANIMOTOつ ' 1 P l a n t e c hR e s e a r c hL a b o r a t o r y，F a c u l t yo fA g r i c u l t u r e，S a g aU n i v 巴r s i t y， lH o n j o，S a g a，8 4 0 8 5 0 2，J a p a n 2 'C o a s t a lB i o e n v i r o n m e n tC e n t e r，S a g aU n i v e r s i t y， 1 5 2 ω 1S h o n a n c h o，K a r a t s u，8 4 7 0 0 2 1，J a p a n 要約日本の有明海沿岸の干潟に自生するシチメンソウ (Suaedaj aponicaM akino)はアカザ科に属する塩生植物である.この植物は細胞内に取り込んだ堀 ( N a + ) を液胞に隔離するとともに，グリシンベタインを合成することによって液胞内外の浸透圧バランスを維持し，それによって高い酎塩性を獲得している. このシチメンソウを干拓地等の除塩に用いることを最終目的としてう堀 (NaC I)存在下で栽培を行い，堀による成長への影響と Na+ 吸収について検討した.シチメンソウは 0.6~ 1 .8% NaCl存在下でも旺盛に成長し，さらにその成長(捕物体重)は調べた塩濃度の範屈ではう 0.6%NaCl添加の場合に最大となった植物体(茎葉)の N a+合量は添加した塩濃度に対応して増加し土壌中の濃度よりも高くなった.この結果は，シチメンソウが干拓地等での除堀に有効であることを示している Summary SuaedajaponicaMakino，amembero ft h ef a m i l yChenopodiaceae，i sah a l o p h y t et h a tgrows a tt h eshoreso ft h eA r i a k eSeai nJ a p a n . I nt h i sp l a n t，t omaintananceh i g hs a l tt o l e r a n c e n c o r p o r a t e dNa+a r et r a n s p o r t e d，accumulatedt ov a c u o l eandg l y c i n e b e t a i n ea r es y n n a t u r e，i t h e s i z e df o ro s m o t i cb a l a n c ea g a i n s tv a c u o l e . Fors a l t r e m o v i n gfromseac o a s tr e c l a i m e dl a n d， wehaveexaminedt h egrowthandNa-uptakei nS .japonicaunders a l t c o n t a i n i n gc u l t i v a t i o n . P l a n t so fS .japonicaweref u l l ygrowni nt h epresenceo f0，6t o 1，8%NaCI，andt h ew e i g h t s wash i g h e s ti n0.6%NaCI. Contentso fNa+werea l s oi n c r e a s e dbyi n c r e a s i n gNaClconceni g h e rthancontenso fs o il . Thus，weconcludedt h a tt h eS .japonicawasu s e f u l t r a t i o n s，andh o a s tr e c l a i m e dl a n d . p l a n tf o rs a l tremovingfromseac 但上村 72 j ' Y f r香・ J f t lll lJi.谷本節史 e ta うょ 2 003) 以外にもいくつかの遺伝子を単離緒言言有明海沿岸や瀬戸内海沿岸では，古来から埋めし，塩という刺激による発現解析を行っている. 立てや干拓が行われ，広大な農地が開発されてきを遡さらに，シチメンソウの種子は満潮時に海川 i た干拓地等では，土壌中に含まれる塩分濃度がって運ばれ，中流域で生育するが，それらの場所高く，イネなどの栽培には不向きであることからの塩分濃度やシチメンソウの成長と塩分合震につ様々な除塩策が取られている.塩分により土壌がいても調べてきた(野口ら， 2 004). 単粒化し排水不良になることを妨ぐための明渠の塩生植物による除塩についてはアイスプラント施工，畦立て栽培，畦溝の整備等である.また，の利用も考えられている.アイスプラントはサラ真水による瀧水で土壊中の塩分を溶出させて排水ダ等の食用として利用できる点でシチメンソウよしたり，土壌改良剤や塩と結合する薬剤の散布なりも優れているように思われる.しかし，アイスども行われている.しかしながらうそれらの方法プラントの栽堵時期は夏季であり，干拓地で農耕はコスト面で問題があるし，またかなりの時閣をを行う農家としてはうイネを栽培するか，アイス必要とする. プラントを栽培するかという二者択一を迫られる一方で，塩分集積土壌をポジティブに利用する 2月に発芽ことになる.しかしシチメンソウは 1 ことも考えられ実行させている.例えばトマトでして成長するため，稲刈り後に播種し，冬季の田はむしろ積極的に希薄海水を散布することでう糖園で除塩を行うことができる.この点はシチメン度の高い果実を得ることができる(世戸・田中，ソウの利点であろう. 1998，問中ら， 2000，原田ら， 2006).しかしな本研究では，シチメンソウによる干拓地等の除がらこのような例は稀であり，イネ等の栽培では塩を最終目的として，指 ( NaCl)を添加した土耕除塩は現在でも解決が待たれている課題である. N a す吸収栽培におけるシチメンソウの成長と塩 ( さらに台風等の強風によって海水中の塩分が飛について検討を加えたので、報告する. 来して起こる塩害も問題となっている.平成 1 8 年秋の台風によって有明海沿岸ではイネに劇的な被害がもたらされた.そしてその塩分は現在も田圏に滞留している. h y t o r e m e d i a t i o n 近年，植物による環境修復， P については，いくつかの報告がされている(相材料と方法シチメンソウ (SuaedajaponIca M a k i n o )の種子は，東与貿海岸(佐賀県佐賀郡東与賀町大授摺)の干潟で 2004 年1 2月に採種し， 4Cで保存 0 していたものを能用した. 1995，B i l l o r ee ta 1 .，1999，小森らう土壌としては，最終的に干拓地の田圃で栽培す 2001).我々はシチメンソワを干拓地の除塩に用ることを考慮して，佐賀大学農学部開場(佐賀県いることができるのではないかと考えている.シ住賀市本庄町)の問場土を用い，これをフルイでチメンソウは日本では高明海沿岸の干潟に自生す飾った後に 1 : 1の比率でパーミキュライトを混合るアカザ科の塩生植物である.シチメンソウは，した.理由はパーミキュライトにより保水性と通高塩 ( NaCl)濃度下でも発芽し，生青できる.そ気性をあげるためである. l 崎・中盟，れは液胞膜に存在する Naヅf 十 e xchanger 土壌にう 0，0 . 6， 1 . 2，あるいは 1.8%のNaCl a + を液胞に隔離し，適合溶質 ( N H X ) によって N を添加し，良く撹枠混合後，プラスチック容器であるグリシンベタインを合成することによって (産径 14cm，深さ 9 cm) に入れ，数粒ずつシチ液胞内外の浸透圧バランスを維持するという機構メンソウの種子を播種した.栽培条件はう 1 6時をもっているからである ( Y o k o i s h iandT a n i m o t o，時間 i 時期の長日条件下，照度 6 0 μ 間明期 /8[ 1994).グリシンベタイン合成の鍵酵素である b e t a i n e a l d e h y d edehydrogenase ~吉↑生もよ長濃 m o l e .m -2 ・s ec -I，温度 25とご 2Cとした. 1ヶ月後に，各容器で最も良く生育している植物体 1本度を増加させると上昇し，さらにその活性は葉緑以外を間引し、た.その後 2ヶ月間栽培した. 0 体に局在することも明らかにしてきた ( T a n i m o t o 計栽培 3ヶ月後，植物体長を測定し，地上部 e ta 1 .，1 9 9 7 ) .このシチメンソウの耐塩性維持 (茎葉)を採取して，新鮮重を測り，さらに 80C 遺伝子群については，すでに報告した (Yamada で1 5時間処理して乾燥重を測定した.その試料 0 邸添加栽培における海生植物シチメンソウの成長と N a ' l吸収 73 を乳鉢で摩砕し，乾燥重 O.lgに対して 1 m lの蒸慢結果と考察水を加えホモジナイザーで粉砕した.それを [成長に及ぼす NaCIの影響] シチメンソウの種子は播種後 1日で発芽し， 1 100Cで 5分間処理して蛋白質変成を行い， 10， 000g 、で1 0分間遠心してよ清を回収した.沈ヶ月開は伸長は緩やかであるが，その後急速に伸澱に再度蒸留水を加えて撹拝後，上記と同様に遠長した. 3ヶ月後の植物長は 0.6%NaCI 添加区心し，得られた上清を先の上清と合わせた. で最も長くなり，無添加区の約 2倍となった(図 0 0Cで乾燥させ，土壌については，約 2自問 8 1 ).それ以上 NaCI 濃度を上昇させると，伸長 . 5 gに 1 m lの蒸留水を加え乳鉢で摩砕し，乾燥重 0 は抑えられたが， 1.8% NaCI 添加区でも無添加 00Cで 5分間処理して蛋白質変成をた.これを 1 区よりもよく伸長した.植物体は荷1く，分枝はほ 0， 000gで 10分間違心して上清を毘収し行い， 1 とんど見られず，葉は野生の二次葉に類似してい殿に再度蒸留水を加えて撹持後，上記と同た.沈i た(国 2). 0 0 様に遠心し，得られた上清を先の上清と合わせた. 000倍に希釈し，植物体及び土壌試料は， 4，ミリポアフィルター(0.2μm) を通したものを分析試料として，イオンクロマトグラフィー (Di o n e xD x 1 2 0 ) にかけた. 新鮮重及び乾燥震は 0.6%NaCI 添加区で最も大きくう無添加の場合の約 2倍に達した(国 3). [植物体中及び土壌中の Na+濃度] 茎葉部の Na+含量は，添加した NaCI濃度の上昇に伴って増加し， 1.8% NaCI 添加区の場合は実験は 3回繰り返し，平均値及び標準誤差を求 ). さらに，い燕添加援の約 4倍となった(留 4 濃度区で、も土壌中の Na+ 濃度よりもずれの NaCI めた. 40 30 " . . . . 、 ε υ 、同d + ' 20 ぷZ c ' ) ω ￡二 + c d ( ' 1 3 0 . . 10 。。 0 . 6 1 . 2 1 . 8 Concentrationo fNaCI(%) 図 1 各穏j 農農の Na Cl;，泰加水耕栽培におけるシチメンソウの棺物体長 (3ヶ月栽培) 7 4 上村静香・田中明・谷本静史臨 2 各種濃度の N a C I添加水耕栽培におけるシチメンソウ NaCIi農震;0( A )，0 . 6( 8 )，1 . 2( C )，1 . 8 %( D ) . ( 3ヶ月栽培) 7 5 場添加栽培における場生植物シチメンソウの成長と Na+1 吸収 3 A 〆 " 崎、 c) 、〆 2 + . J . . c c) q E Z J ぷ= 的 ~ u . . 皿 0 0. 4 B 0 . 3 〆白開町、、 . + . J 0 . 2 ぷ= c) ω 3 : 。 0.1 ー、、〉。。 1 . 2 0 . 6 1 . 8 Concentrationo fNaCI(%) 国3 各撞濃度の NaCI添加水耕栽培におけるシチメンソウの成長 (3ケ河栽培) A:新鮮護， B:乾燥童高濃度であった(国 4 ) ある. 以上の結果から，シチメンソウは土壌中の N a + を吸収・蓄積することが証明されたので，干拓地引用文献等の除塩にシチメンソウが有効であることが明ら l . 柏崎守弘・中里広幸 ( 1 9 9 5 ) : 植物水耕栽培かとなった.今後は，実際の干拓地と向程度の低系における根間生物の変化と栄養塩の捻去. a+吸収や， Na+ をi 吸収させ濃度塩存在下での N 8，624-627. 水環境学会誌， 1 予定である.最後のシチメンソウの処理について 2 . B i l l o r e，S .K .，N .S i g n，J .K .Sharma，P . 1999): Dass and R . M. Nelson ( は，牛等の館料として利用できるのではないかと H o r i z o n t a l subsurfacef l o wg r a v e l bed 考えている.今後シチメンソウ植物体の栄義価等 constructedwetlandw i t h Phragmites nC e n t r a lI n d i a . W a t .S c i .T e c h .， k a r k ei た後のシチメンソウの処理について検討を加えるについても検討し実用化をめざしてし、く予定で 7 6 j二村静香 . I I I中 1 1 f J. 谷本静史 2 . 5 ，，、、 g 。 a 2 . 0 し露関 P l a n t 国 S o i l 幽、、 " + t 司 3 z 。 c 。 1 .5 同ーやd 1 .0 + 、 : : 側 : i c ω u ) ι 。巴 0 . 5 。。 0 . 6 1 . 2 1 . 8 Concentrationo fNaCI(%) 図 4 各種濃度の N a C I添加水耕栽培 (3ヶ月)後のシチメンソウ茎葉及び水耕液中の N a + 濃度 40，163 171 . 2，45-49 海と台地， 1 叩 3 . 原田千春・芹田剛・問中明 (2006):養液土耕栽培における塩水襟淑がトマトの品質に及ぼす影響 C o a s t a lBioenvironment，8， 8 . Tanimoto，S .，Y .I t o h andT .Y o k o i s h i ( 19 9 7 ) :P o s s i b l ei n v o l v e m e n to fg r e e n i n g i nc e l lgrowtho fSuaedajaponIcaunder s a l ts t r e s s .P l a n tC e l lP h y s i o ， . l 38，129- 51-62. 4 . 小森正樹・中村嘉利・沢田博志・川 i 村満紀 ( 2 0 0 1 ) : ヨシ水路による河北潟の浄化. 環 1，447-454. 境化学， 1 1 3 2 . 9 . Yamada，A .，K . Tsutsumi，S . Tanimoto l a n tRelA/SpoT andY .O z e k i (2003): P 5 . 野口智子・堤功一・田中 i 梶・谷本静史 homolog confers s a l t tolerance i n ( 2 0 0 4 ) : 異なる生育地におけるシチメンソウ EscherIchIa c o l I and Saccharomyces の生育環境 C o a s t a lB i o e n v i r o n m e n t，3， 1 0 .Y o k o i s h i，T . and S . Tanimoto (1994): 41-51 . 6 . 世戸 i 哀明・毘中明(1998):塩水かんがし、がトマトの品質に及ぼす影響 c e r e v I s I a e .P l a n tC e l lP h y s i o. l44，3 9 . 海と台地 7， 3341 . 四 7 . 田中明・長友さやか・石橋哲也 ( 2 0 0 0 ) : 塩水かんがいがトマトの品質に及ぼす影響(II)• Seed germination o fthe halophyte SuaedajaponIca u nders a l ts t r e s s . J . P l a n tR e s . 107，385-388.