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樹木の成長や機能め研究は、「樹木個体はモジュールであるシュートの集団である」(Harper 1977)どいうドグマのもと、し「枝の自律性」(Sprugel et al. 1991)を前提として行われる場合が多い。「枝の自律性」とは、ある枝で生産された光合成産物はその枝で使われ、隣接する同齢枝やより上流にある枝には転流しないことを意味している。篠崎ら(1964)は、樹木の枝の葉量と、その枝の断面積が比例することを見出した。この関係は、「パイプモデル」関係とよばれる。Sone et al.(2005)は、落葉樹についてパイプモデル関係を検討し、枝の肥大成長は、その枝の光合成生産量だけではなく、枝の優先度(たとえばその枝の当年枝中の長枝の割合などで表現できる)にも大きく影響されることを明らかにした。すなわち、枝の成長はその枝の光合成量(供給量)だけで決定ざれるのではなく、枝にその光合成産物の需要がどの程度あるのかにも依存する。
今年度は、頑健に成立するパイプモデル関係を、摘葉処理などによって人為的に撹乱し、そこからの回復過程を解析する研究を続けた。その結果、枝間に明確な負のフィ憎ドバック機構あるレこは相互依存性茶存在することが分かった。操作をほどこした枝のある個体内では、操作を加えなかった対照枝においてもパイプモデル関係が調節されることも明らかになった。これを論文に取りまとめた(Sone et al. 2009)。
さらに、相互依存性を物質的に裏付けるために、13CO2を用いたトレーサー実験を行った。1)側枝から先端の主軸へ転流しているか、2)下流の合流枝への転流は各上流枝の葉面積に比例するか、それとも枝の伸長に依存するのか、3)篩部、当年木部、前年以前の木部で上記の分配パターンは異なるのか、を検討するために、一年枝の側枝にビニルバッグをとりつけて光合成によるラベリシグとサンプリングを行った。安定同位体の測定は、平成21年度に行う。
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