大気CO_2濃度上昇への光合成のsource-sink機構を通じた物質生産過程の対応

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09440260
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 澤田 信一 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (70106839)
• 研究分担者: 臼田 秀明 帝京大学, 医学部, 助教授 (90112755) ; 杉山 修一 弘前大学, 農学生命科学部, 助教授 (00154500) ; 葛西 身延 弘前大学, 農学生命科学部, 助教授 (10221871)
• キーワード: 光合成source-sink機構 / 葉のsucrose含量 / 物質生産過程 / 光合成CO_2固定 / RuBPcase活性 / sink-limit状態 / 大気CO_2濃度

研究概要

大気CO_2濃度を350及び700ppmに設定したグロスチェンバーで、ダイズの初生葉から作ったソース・シンクモデル植物を生育させ、高CO_2濃度下での光合成のsource-sink制御機構について解析を行ってきた。現在までの実験結果では、高CO_2(700ppm)濃度条件では、1)生育に伴って、モデル植物の光合成CO_2固定速度が低下し、それに伴って、葉中のsucroseとstarch含量が増加した。2)そして、光合成速度とsucrose含量との間に高い負の相関関係が認められた。3)従って、高CO_2濃度条件下では、sink-limit状態が生じることが明らかとなった。高CO_2濃度条件下でsink-limit状態になった葉における光合成速度-細胞間隙のCO_2濃度(A-Ci)曲線の初期勾配が低下していたことから、4)カルボキシレーション反応の低下が示唆された。しかし、5)RuBPcaseの比活性は低下していなかったことから、高CO_2濃度条件下での光合成CO_2固定速度の低下の原因と考えられるカルボキシレーション反応の低下の理由をRuBPcase活性の低下に求めることが出来なっかった。

研究成果

• [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Effects micro-environmental factors on photosynthetic CO_2 uptake and carbon fixation metabolism in spring ephemeral. Erythronium japonicum growing a native and open habitats." Ecological Research. (印刷中).
• [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Feed-forward effects on the photosynthetic source-sink balance in single-rooted leaves of sweet potato." Plant Production Science. (印刷中).
• [文献書誌] 澤田信一、古川洋、佐藤大輔: "岩木川流域水収支への人間活動の影響の定量的評価" 環境科学会誌. (印刷中).
• [文献書誌] Kasai,M.et al.: "The activity of the root vacuolar H^+-pyrophosphatase in rye plants grown under conditions deficient in mineral nutrients." Plant & Cell Physiology. 39. 890-894 (1998)
• [文献書誌] Kasai,M.et al.: "Concentration of vanadium in soil water and its effect on the growth and metabolism of rye and wheat plants." Communications in Soil Science and Plant Analysis. (印刷中).
• [文献書誌] Kasai,M.: "Environmental stresses and plant vacuolar H^+ pumps." Current Topics in Plant Biology. (印刷中).