落葉樹葉と常緑樹葉の光合成特性の比較生理生態

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09740574
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 彦坂 幸毅 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10272006)
• キーワード: 光合成 / 窒素利用効率 / リブロースニリン酸カルボキシラーゼ

研究概要

落葉樹葉と常緑樹葉の光合成特性について、以下の解析を行った。
1) 常緑広葉樹シラカシと一年生草本シロザの光合成の窒素利用効率(PNUE、光合成速度/窒素比)を解析した。シラカシのPNUEはシロザの半分であるが、これは、葉緑体内のCO2濃度が低いことと、窒素あたりの光合成系酵素(RuBPCase)量が少ないこと、RuBPCaseの比活性が低いことに起因した。それぞれの寄与は小さかったが、積み重なることによってPNUEの大きな違いをもたらした。この結果はFunctional Ecology誌に発表した(Hikosaka,Hanba,Hirose&Terashima 1998)。
2) 常緑広葉樹アラカシ・マテバシイ・ヤブツバキと落葉広葉樹シラカンバ・クヌギのPNUEを比較した。落葉樹はPNUEが高かったが、シラカンバでは窒素あたりのRuBPCase量が高く、クヌギでは葉緑体CO2濃度が高かった。ヤブツバキは窒素あたりのRuBPCase量も葉緑体CO2濃度も低かった。
3) シラカシの光合成の温度順化について解析を行った。異なる温度で育てると光合成の温度依存性が変化することが知られている。この生理学的なメカニズムを調べ、二つの部分反応(RuBPの炭酸同化反応と再生反応)のバランスの変化によって光合成の温度依存性が変化することを明らかにした(Hikosaka,Murakami&Hirose,in press)

研究成果

• [文献書誌] Hikosaka,K.,Hirose,T.: "Leaf and canopy photosynthesis of C_3 plants at elevated CO_2 in relation to optimal partitioning of nitrogen among photosynthetic components" Ecological Modelling. 106. 247-259 (1998)
• [文献書誌] Hikosaka,K.,Hanba,Y.T.,Hirose,T.,Terashima,I.: "Photosynthetic nitrogen use efficiency in woody and herbaceous plants" Functional Ecology. 12. 896-905 (1998)
• [文献書誌] Anten,N.P.R.,Miyazawa,K.,Hikosaka,K.,et al.: "Leaf nitrogen distribution in relation to leaf age and photon flux density in dominant and subordinate plants in dense stands of a dicotyledonous herb" Oecologia. 113. 314-324 (1998)
• [文献書誌] Hikosaka,K.,Sudoh,S.,Hirose,T.: "Light acquisition and use by individuals competing in a dense stand of an annual herb,xanthium cangdense" Oecologia. 118. 388-396 (1999)
• [文献書誌] Hikosaka,K.,Murakami,A.,Hirose,T.: "Balancing carboxylation and regeneration of ribulose bisphosphate in leaf photosynthesis" Plant,Cell & Environment. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] 彦坂幸毅: "葉はなぜ枯れるのか-葉の老化と順化" 科学. 68. 88-93 (1998)