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アクアポリンと葉脈による葉の通水および光合成特性への効果

Research Project

Project/Area Number 18658067
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 林学・森林工学
Research InstitutionForestry and Forest Products Research Institute

Principal Investigator

石田 厚  Forestry and Forest Products Research Institute, 植物生態研究領域, 室長 (60343787)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原山 尚徳  独立行政法人森林総合研究所, 植物生態薪究領域, 研究員 (60353819)
Project Period (FY) 2006 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords水チャンネル / アクアポリン / 光合成 / 気孔コンダクタンス / 孔辺細胞 / 塩化水銀 / 阻害剤 / 通水性 / 気孔コンダクダンス / 気孔開度 / 葉脈
Research Abstract

今まで細胞膜は単なる半透膜と言われていたが、近年アクアポリンと呼ばれる膜タンパク質が細胞膜の水の透過性を決めることがわかってきた。アクアポリンはすべての生物の生体膜上に存在し、水分子を超高速輸送する物質であり、アクアポリンの存在によって、生体膜の水透過性は数十倍にも増加する。またアクアポリンの活性や量は、環境ストレスによって変化することも知られているが、今まで作物を用いた遺伝子レベルでの研究が中心であった。また近年、葉内の水移動経路の通りやすさ(葉の通水性)が、気孔開度や光合成速度に影響を及ぼすことが明らかになってきている。この課題では、樹木の葉の水移動経路の重要な部分を占める葉脈部分の通水性の変化と、アクアポリンの活性や量で制御される葉細胞の生体膜(細胞膜や液胞膜)の通水性の変化が、葉全体の通水性や光合成特性に与える影響を明らかにした。水利用様式の異なる樹種において、いくつかのパターンで葉脈の通水を遮断し、葉の通水性と気孔コンダクタンスの変化を調べた。いずれの樹種においても、葉の通水性の低下に従い、気孔は閉鎖した。このことは、葉脈道管のエンボリズム(閉塞)の生じやすさが、気孔開度や光合成速度を大きく律速することを示す。またアクアポリンの阻害剤である塩化第二水銀を葉に吸わせて、葉の通水性、気孔コンダクタンス及び光合成速度の変化を、常緑広葉樹2種と落葉広葉樹2種で調べた。アクアポリンの機能を阻害すると葉の通水性が10-30%、気孔コンダクタンスは5-20%低下し、葉の通水性の低下割合が高い樹種ほど気孔コンダクタンスや光合成速度の低下の割合が高かった。また気孔コンダクタンスの高い樹種で、アクアポリンがより多く機能していた。すなわち水消費の多い樹種で、葉内アクアポリン活性の変化により積極的な水分調節を行っていることが示唆された。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2009 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 減圧チャンバー法を用いた葉の通水コンダクタンスの測定2009

    • Author(s)
      原山尚徳, 上村章, 石田厚
    • Journal Title

      日本生態学会誌 59(印刷中)

    • NAID

      110007161310

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 小笠原乾燥尾根部に成育する植物の葉と茎の生理生態学的特性2009

    • Author(s)
      石田厚, 中野隆志, 矢崎健一, 松木佐和子, 山路恵子, 清水美智留, 山下直子
    • Journal Title

      小笠原研究 34

      Pages: 9-31

    • NAID

      110008439014

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] コナラ属3種における葉のガス交換と通水コンダクタンスの季節変化2008

    • Author(s)
      原山 尚徳、石田 厚
    • Journal Title

      日本森林学会関東支部論文集 59

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seasonal variations in water relations in current-year leaves of evergreen trees with delayed greening2006

    • Author(s)
      Harayama H., Ikeda T., Ishida A., Yamamoto S.
    • Journal Title

      Tree Physiology 26・8

      Pages: 1025-1033

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] タイ熱帯季節林樹木における枝と葉の通水性の季節2009

    • Author(s)
      原山尚徳, Phanumard LADPALA, Sapit DILOKSUMPUN, 石田厚
    • Organizer
      日本森林学会第120回大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ブナ科4種におけるアクアポリンを阻害した葉の通水性とガス交換2008

    • Author(s)
      原山 尚徳、石田 厚
    • Organizer
      日本森林学会第55回大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Related Report
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  • [Presentation] 熱帯性稚樹の光強度の増加にともなう水利用の馴化特性2007

    • Author(s)
      石田 厚、清水 美智留
    • Organizer
      日本熱帯生態学会第17回大会
    • Place of Presentation
      高知城ホール
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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