多現象同時測定による樹木生理機能の解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07806023
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小林 善親 九州大学, 農学部, 助教授 (90087594)
• 研究分担者: 矢幡 久 九州大学, 熱帯農学研究センター, 教授 (90038290)
• キーワード: 光合成 / 電子伝達 / 光呼吸 / クロロフィルケイ光

研究概要

初年度は、パルスケイ光測定による生葉の電子伝達速度および光呼吸の非破壊同時測定法を開発し、この方法により樹木葉の電子伝達速度および光呼吸速度の測定を行った。その結果、多くの樹木葉において光呼吸速度は光合成速度より2〜3倍高く、大量の電子が光呼吸で消費されていることを見い出した。このような測定から、樹木葉の光合成活性が低いのは光呼吸による電子消費が大きいことに原因があること、さらに、光呼吸が停止すると樹木はただちに光阻害を受けることが明らかとなった。
次に、弱光生育下では樹木光合成の低下の原因について調べた。その結果、光強度の低下とともに光化学系IとIIの間の電子プールサイズが減少することを見出した。この電子プールサイズの減少は電子伝達体であるプラストキノン数の減少によるものであった。
以上の研究により(1)樹木の光合成活性が低いのは光呼吸活性が大きいためであること、(2)光呼吸は光ストレスを緩和し光阻害を防止する機能をもつこと、(3)陰葉における光合成活性の低下は、プラストキノンの減少に原因があることなど、樹木の光呼吸および光合成機能に関する新しい重要な知見が得られた。

研究成果

• [文献書誌] Kobayashi, Y.: "Rates of vectorial proton transport supported by cyclic electron flow during oxygen reduction by illuminated intact chloroplasts" Photosynth. Res.41. 419-428 (1995)
• [文献書誌] Heber, U.: "Coupled cyclic electron transport in intact chloroplasts and leaves of C3 plants : Does it exist? If so, what is its function?" Photosynth. Res.46. 269-275 (1995)
• [文献書誌] Kobayashi, Y.: "Coupling ratios H^+/e=3 versus H^+/e=2 in chloroplasts and quantum requirements of net oxygen exchange during the reaction of nitrite, ferricyanide or methylviologen" Plant & Cell Physiol.36. 1613-1620 (1995)
• [文献書誌] Kobayashi, Y.: "Bioenergetics of carbon assimilation in intact chloroplasts : Coupling of proton to electron transport at the ratio H^+/e=3 is incompatible with H^+/e=3 in ATP synthesis" Plant & Cell Physiol. 36. 1629-1637 (1995)
• [文献書誌] Kobayashi, Y.: "Maximum H^+/hυ_<PSI> stoichiometry of proton transport during cyclic electron flow in intact chloroplasts is at least two, but probably higher than two" Plant & Cell Physiol.36. 1639-1647 (1995)
• [文献書誌] Tsuyama, M.: "Simultaneous measurements of quantum yield and CO_2 uptake for the assessment of non-assimilative electron flow in tree leaves" J. Forest Res.1 (in press). (1996)