新概念：根から葉までのCO2輸送コンダクタンスの確立

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25660012
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 下野 裕之 岩手大学, 農学部, 准教授 (70451490)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 大気CO2 / 光合成 / 導管輸送 / 蒸散 / pH

Research Abstract

植物の光合成に必要なCO2は大気のみならず，根圏からも供給される．本研究では，根から葉までのCO2輸送を明らかにすることを目的とする．
本年度は，オーストラリア国立大学において大気13Cと12Cを連続的に測定できるTDL装置を葉に設置し，植物（ヒマワリ）を用いて試験を行った．まず，葉のみを植物体から切り離し，その葉柄の先端部を高濃度CO2（pH8.0）にさらすと，蒸散速度から推定される期待CO2量の80％程度のCO2が検出できた．一方で，高濃度CO2（pH5.0）にさらすと，全くCO2が検出できないことを見出した．しかし，ビニル袋を用いて植物からの拡散を抑制すると，わずかであるがCO2を検出することができた．CO2はpHによりその形をBicarbonateからDisolved CO2にかわり，pHが低い条件のDisolved CO2についてはわずか10～20cm程度の移動の間にほぼすべてが拡散してなくなることを証明した．通常の植物体の根圏に同様の処理を加えると，CO2（pH8.0）についてもCO2を検出することができず，このことは根からBicarbonateの吸収ができないことを示唆した．一方，CO2（pH5.0）においてビニル袋で拡散を抑制した条件ではCO2シグナルを葉で検出することができた．すなわち，植物の根圏からはDisolved CO2のみを吸収でき，その多くが拡散で大気中に放出される可能性が示された．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

根から葉へのCO2伝達に供給されるCO2溶液のpHが強く作用することを見出し，その全体像をとらえることができた．

Strategy for Future Research Activity

根から供給されたCO2がどの程度，大気中に拡散し，どの程度，植物体に残存するのか，トレーサー実験にてそれを定量的に明らかにする．