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炭酸ガス濃度上昇によるイネ植物体炭素代謝への影響

研究課題

研究課題/領域番号 15580011
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 作物学・雑草学
研究機関東京大学

研究代表者

佐々木 治人  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (60225886)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード光合成 / イネ / 高二酸化炭素 / 転流 / シンク / 登熱 / 13C / 電子伝達系 / 登熟 / 電子伝達
研究概要

生育時の二酸化炭素上昇がイネ植物体の炭素代謝にどのように影響するかをソースである葉身、シンクである穂、それらを結びつける転流および一時貯蔵サイトである葉鞘について調査を行い、最終的に収量へ及ぼす影響を解析した。
(1)収量性への高二酸化炭素の影響を生理学的・生態学的に調査するために環境省地球環境保全試験研究FACEプロジェクトサイト(岩手県雫石町)で栽培したイネを使用した。イネの光合成産物を13Cでラベリングし、一定時間後の植物体内の13C分布より、炭素の転流・分配を測定した。その結果、高二酸化炭素状態で育成したイネの方が最終的に穂に移行する13Cの量は多く、光合成産物が効果的に穂に移行していることが判明した。また、葉鞘等に蓄えられたデンプンについてもシンクである穂への登熟初期における移行が高二酸化炭素で育成したイネの方が早かった。これらのことから大気高二酸化炭素濃度が光合成産物の穂への転流へ影響を及ぼしていることが判明した。
(2)ソースである葉身についてより細かい解析を行うために、生育時二酸化炭素濃度を変化させてイネ植物体を育成した。葉身の光合成について、光化学系の電子伝達活性を測定した結果、育成時二酸化炭素濃度が上昇すると、強光下で光合成+光呼吸に使われるエネルギーは低下し、光化学系IIが吸収したエネルギーとの差が大きくなった。このことから、高二酸化炭素状態では吸収したエネルギーが利用量より過剰になり、活性酸素が起こりやすい状態にあるが、オルターナティブなエネルギー消去系の働きを活発化させて障害を抑制していると思われた。また葉内の二酸化炭素濃度に注目すると、高二酸化炭素状態で育成したイネでは炭酸固定サイトへの二酸化炭素の流れが流れにくくなり、その結果、葉外の高二酸化炭素の影響を緩和していた。
これらのことより、イネ植物体においては育成時二酸化炭素の上昇により、シンク、ソース、転流ともに変化していることが判明した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Effect of CO_2 Enrichment on the Distribution and Translocation of Carbon at the Early Grain-filling Stage in Rice (Oryza sativa L.).2005

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, H. et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science 8

      ページ: 8-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Seasonal changes in canopy photosynthesis and respiration, and partitioning of photosynthate in rice (Oryza sativa L.) grown under free-air CO_2 enrichment.2005

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, H. et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell and Physiology 46

      ページ: 1704-1712

    • NAID

      10018281216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Seasonal Changes in Canopy Photosynthesis and Respiration, and Partitioning of Photosynthate in Rice (Oryza sativa L.) grown under Free-Air CO_2 Enrichment.2005

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, H. et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell and Physiology 46

      ページ: 1704-1712

    • NAID

      10018281216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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