Molecular physiological research on conductance regulating H2O/CO2 flux in a leaf level

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22661
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Mizokami Yusuke 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (60756443)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 光合成 / 二酸化炭素 / 気孔 / 葉の通水性 / 葉内の二酸化炭素 / シロイヌナズナ / フラベリア

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the regulation mechanisms between CO2 influx and H2O efflux at a leaf level by establishing the system to evaluate CO2/H2O flux simultaneously. The different traits of leaf hydraulics were showed between C3 and C4 Flaveria. C4 Flaveria have lower leaf hydraulic conductance compared to C3 Flaveria, which can be a reason for C4 Flaveria having lower stomatal conductance. Evaluation of PIP aquaporin mutants in Alabidopsis thaliana elucidated that the PIP aquaporin isoforms used in this study play roles in stomatal regulation and leaf hydraulics in response to environmental changes, but no significant influence on CO2 diffusion inside a leaf.

Free Research Field

植物生理生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

陸域生態系モデルを精度良く構築するためには、CO2/H2Oフラックスに大きな影響をあたえる植物の蒸散と光合成の環境応答を理解する必要がある。本研究では個葉レベルで詳細にフラックスを解析し、光合成型の違いなどで、CO2/H2Oフラックスバランスが大きく異なることを示した。また、CO2/H2Oフラックスを同時に測定するシステムを構築したことで、今後様々な種の植物を評価できる。これらの成果は、陸域生態系モデルの精度向上とともに、今後の地球環境変化の予測などに役立つことが期待される。