個体群密度の光合成source-sink機構を通じての物質生産過程の制御

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640703
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 沢田 信一 弘前大学, 理学部, 教授 (70106839)
• 研究分担者: 葛西 身延 弘前大学, 理学部, 助教授 (10221871) ; 荒川 修 弘前大学, 農学部, 助教授 (70184265)
• キーワード: 光合成 / source-sink機構 / 物質生産過程 / 群落状態 / RuBPCase活性 / RuBP含量

研究概要

本研究の目的は、実験圃場に植物を孤立個体及び群落状態で生育させ、光合成のsource-sinkのバランスを変化させた場合にも、これまでに我々がsource-sinkモデル植物において明らかにしているsource-sink調節機構(Sawada et al.1986,1987,1989,1992)が同様に機能しているかを検証することである。その為に、孤立個体及び群落状態で生育させた両植物について、物質生産的要素(生産構造、葉面積指数、群落内相対照度、非光合成器官重/光合成器官重比、葉重/葉面積比、果実生産量、光合成速度、蒸散速度等)、光合成炭酸固定からsucrose合成までの中間代謝産物(特にsucrose RuBP、全リン酸、リン酸エステル量)及びRuBPCase活性、加えて、微環境要因(光量、気温、葉温、湿度、地温、土壌含水量、風速等)も生育段階に応じて測定することにした。これらの各要素間の動的関係を解析し、孤立個体及び群落状態での植物の物質生産過程におけるsource-sink能の関係について検討する。
ダイズ(Glycine max Mer.cv.Wasesuzunari)種子を化学肥料(N:P:K、8:8:8)と石灰をそれぞれ20kg/300m^2に元肥として施肥した弘前大学の農学部圃場に播種密度は低密度(孤立個体)では1.56plants/m^2、高密度区(群落個体)では20plants/m^2であった。各生育段階において、除草、土寄せ、追肥そして病虫害防除のための薬剤散布を適時におこなった。
実験は平成7年8月17、22、23日、9月2、4日に行なった。現在、これら5日間に集めたデータの解析及び試料の分析を行なっている段階である。

研究成果

• [文献書誌] Shinichi Sawada and Minobu Kasai: "Studies of photosynthetic source-sink regulatory mechanism by using single rooted leaves." New Phytologist (Tansley Review,in press).
• [文献書誌] 沢田信一: "森林系研究の展望:シュートから地理的分布動態まで光合成のソース・シンク制御機構の視点から" 日本生態学会誌. 46(印刷中). (1996)
• [文献書誌] Shinichi Sawada: "Regulation of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase activation by inorganic phosphate through stimulating the binding of the activator CO_2 to the activation sites." Plant Cell Physiol.36. 425-433 (1995)
• [文献書誌] Shinichi Sawada: "Regulation of the activity of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase in response to changes in the photosynthetic source-sink balance in intact soybean plants." Plant Cell Physiol.36. 551-556 (1995)
• [文献書誌] 沢田信一: "青森県地域生態系におけるCO_2収支" 環境科学会誌. 8. 139-153 (1995)
• [文献書誌] 沢田信一: "光合成のソースーシンク制御機構とリン酸" 化学と生物. 33. 198-206 (1995)
• [文献書誌] 沢田信一: "ブナ林のギャップにおける稚樹個体群の動態" 理科報告. 42. 29-39 (1995)
• [文献書誌] Shinichi Sawada: "Ecotypic differentiation of dry matter production processes in relationship and reproductive potential in Plantago asiatica populations along climatic gradients." Functional Ecology. 8. 400-409 (1994)
• [文献書誌] Minobu Kasai: "Evidence for decrease in vanadate-sensitive Mg^<2+>-ATPase activity of higher plant membrane preparations in sucrose solution." Plant Cell Physiol.35. 697-700 (1994)