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葉の老化による光合成速度の低下は作物の乾物生産や収量に大きな影響を及ぼす。しかし、葉の老化のおこる機構については明らかでない点が多い。葉の老化には葉の性質だけでなく他の器官の性質が関係することが示唆され、さらに葉の老化は環境条件によっても影響を受けることが示されている。そこで、本研究は葉の老化と根の機能との関係を明らかにするため、とくに葉の老化が促進される水ストレス条件に着目して検討した。以下は研究結果の概要である。
1. ダイズの登熟期における葉の老化には、根の発達程度、そしてこれと関係する根の機能が関係することが老化のはやさの異なる品種の正逆接木と土壌水分条件を変えた実験から示された。
2. 低土壌水分条件に生育すると葉の老化が促進される。とくに水稲では土壌水分がわずかに低下しただけでも葉の老化は大きく促進された。この低土壌水分条件における葉の老化は、葉の水ポテンシャルの低下だけでなく根が関与していることが水稲の突然変異体を用いた実験の結果わかった。
3. 登熟期の葉の老化のはやい日本晴は遅いアケノホシに比較して、出液速度が小さく、根から地上部に送られる窒素量とサイトカイニン量が少なかった。葉の老化が促進される低土壌水分条件では出液速度が著しく低下することが、水稲とトウモロコシで、さらに根から地上部に送られる窒素やサイトカイニン量が低下することがトウモロコシでわかった。
4. 以上の結果から、葉の老化には根の機能、とくに根から地上部に送られる窒素やサイトカイニンが関係し、土壌水分が低下すると根の機能が著しく減少することによって葉の老化が促進されることが推察された。
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