PAPER: Plant leaf waxes can “block” particle deposition ? 気孔周辺のワックス結晶は粒子付着を防止?

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Journal of Plant Research (13 June 2016) DOI 10.1007/s10265-016-0839-7
plants-Fuchucampus“Effect of epicuticular wax crystals on the localization of artificially deposited sub-micron carbon-based aerosols on needles of Cryptomeria japonica (Sugi)”

電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)によるスギ(代表的な日本の針葉樹種)の葉表面に人工的に散布されたサブミクロンサイズの炭素系粒子の局在を調べました。気孔の機能を保持するために、密に分布されたエピクチクラワックスワックス結晶は、気中からの微粒子の付着を防止する役割があるかもしれません。from-nakaba-2016-JPlantRes

Elucidation of the mechanism of adsorption of particles suspended in the gas-phase (aerosol) to the outer surfaces of leaves provides useful information for understanding the mechanisms of the effect of aerosol particles on the growth and physiological functions of trees. We examined the localization of artificially deposited sub-micron-sized carbon-based particles on the surfaces of needles of Cryptomeria japonica, a typical Japanese coniferous tree species, by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM).  Our results suggest thatepicuticular wax crystals affect distribution of carbon-based particles on needles. Therefore, densely distributed epicuticular wax crystals might prevent the deposition of sub-micron-sized carbon-based particles on the surfaces of needles of Cryptomeria japonica to retain the function of stomata.

Authors:
Satoshi Nakaba (TUAT, Faculty of Agriculture)
Kenichi Yamane (TUAT, Faculty of Agriculture)
Mie Fukahori (TUAT, Faculty of Agriculture)
Widyanto Dwi Nugroho (TUAT)(Faculty of Forestry, Universitas Gadjah Mada, Indonesia)
Masahiro Yamaguchi (TUAT)(Grad. School of Fisheries Science and Environmental Studies, Nagasaki University)
Katsushi Kuroda (Forestry and Forest Products Research Institute)
Yuzou Sano (Grad. School of Agriculture, Hokkaido University)
I. Wuled Lenggoro (TUAT, Dept. of Chemical Engineering)
Takeshi Izuta (TUAT, Faculty of Agriculture)
Ryo Funada (TUAT, Faculty of Agriculture)

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葉の外表面に、気相中に懸濁された粒子の吸着機構(エアロゾル)の解明は、樹木の成長および生理機能のエアロゾル粒子の作用のメカニズムを理解するために有用な情報を提供します。本研究では、我々は、電界放出型走査電子顕微鏡によるスギ、典型的な日本の針葉樹種の針の表面に人工的に堆積されたサブミクロンサイズの炭素系粒子の局在を調べました。カーボン系粒子のクラスター(凝集体)は、エピクチクラワックスの結晶がまばらに分布した葉の表面領域上に堆積させました。対照的に、粒子のないクラスタは、エピクチクラワックス結晶の密な分布を有する針表面領域上に見られませんでした。単位面積当たりのカーボン系粒子のクラスタの数は、スパースエピクチクラワックス結晶の領域と高密度のエピクチクラワックス結晶とそれらの間に統計的に有意な差を示しました。これらの結果は、エピクチクラワックスの結晶が針状の炭素系粒子の分布に影響を与えることを示唆しています。そのため、密に分布エピクチクラワックス結晶は、気孔の機能を保持するためにスギの針の表面にサブミクロンサイズの炭素系粒子の付着を防止することがあります。

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