C_3植物の個葉光合成の環境依存特性とその順化機構

• Project/Area Number: 02640514
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生態学
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 横井 洋太 北里大学, 教養部, 教授 (90007758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂田 剛 北里大学, 教養部, 助手 (60205747)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 1990: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 個葉光合成 / 環境依存特性 / 順化 / 数学モデル / 葉厚 / 葉内空隙率 / ルビスコ含有率 / 最大光利用効率

Research Abstract

1.個葉の光合成の順化形質として、最大光利用効率が、ルビスコ含有率、葉厚、葉内空隙率、水含有率、気孔抵抗、葉内拡散抵抗をパラメ-タとして持ち、大気のCO_2およびO_2濃度、葉温、光強度、を変数としてそれらの環境要因に対する個葉光合成速度の依存性性を記述する半機構的数学モデルを作成し、パ-ソナルコンピュ-タ(PC9800)用のシミュレ-ションプログラムを開発した。このモデルとプログラムにより、任意の形質を持つ個葉が、任意の環境下で行なう光合成速度の推定が可能になり、設定された環境条件に対して最適の個葉形質を検討することが出来るようになった。
2.上記環境要因(O_2濃度を除く)および湿度を高い精度で制御し得る個葉光合成測定装置を作成した。また、「打ち抜き法」を開発し、主要な順化形質と考えられる葉厚と葉内空隙の測哲・推定を手軽に高い精度で行なえるようにした。この方法を用いて一枚の葉における葉厚や葉内空隙の分布も把握された。
3.上記の測定装置によって測定したアオキの個葉光合成の温度および光特性とモデルによるシミュレ-ションハはかなり良く一致し、モデルの実効性が確かめられた。
4.光環境の異なる生育地のアオキ個葉の光合成の測定とモデルによるシミュレ-ション解析は、初夏の光環境に対する順化が葉厚によって為され、夏期から秋季、冬期の順化がルビスコ含有率によって為されていることを示唆した。また、最大光利用効率は環境の影響を受けないようであった。
5.環境制御室を用いた温度と光の葉の形質に対する効果の実験は制御室の不調により実験が遅れ、高温・高照度のデ-タのみが得られており、現在継続実施中である。