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高CO2環境下で光合成誘導反応の解明と物質生産への影響評価(平成 22年度)
Photosynthetic induction response and its effects on carbon gain under high CO2 environments

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1011CD006
開始/終了年度
2010~2011年
キーワード(日本語)
光合成,高CO2環境,サンフレックス,誘導反応,気孔
キーワード(英語)
photosynthesis, high CO2 environment, sunflecks, induction response, stomata

研究概要

高CO2環境下で植物の光合成誘導反応を把握するため、光合成誘導反応の主なプロセスに関する理解が必要である。高CO2濃度環境下では、Rubisco総量や最大気孔コンダクタンスの低下は一般的である。したがって、もしRubiscoの光活性化速度と気孔の開放速度が変化しない場合、Rubiscoの完全活性化と最大気孔コンダクタンスに到達する時間が短く、光合成誘導反応過程も短くなり、誘導反応の制限による光合成生産量の低下が相対的に少なくなる【仮説1】。しかし、高CO2環境下でRubiscoの光活性化速度と気孔コンダクタンスの開放速度は低下する可能性がある。そうなる場合、光合成誘導反応時間はRubiscoと気孔コンダクタンスの低下量、Rubiscoの活性化速度と開放速度の低下量のバランスによって決められるだろう【仮説2】。本研究はこれらの仮説を検証する。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:行政支援調査・研究

全体計画

上記の仮説を検証するため、本研究では、高CO2環境下で異なる種の植物を栽培し、栽培条件下で、光合成誘導反応とそれに関する生化学的測定を行い、光合成誘導反応に関する諸パラメーターを獲得し、一部の植物種について光合成誘導反応速度に及ぼす(A)Rubiscoの量;(B)Rubiscoの光活性化速度;(C)最大気孔コンダクタンスと(D)気孔開放速度の影響を評価する。

今年度の研究概要

以下の植物を栽培し、光合成誘導反応の測定を行う。
クワズイモAlocasia odora
マイズルテンナンショウ:Arisaema heterophyllum:
シラカシQuercus myrsinifolia:
ポプラ一種Populus koreana ×trichocarpa cv. Peace (a hybrid clone)
栽培条件:国立環境研究所の人工光室を利用し、以下の設定で植物を栽培する。また、6種類の植物を2回に分けて栽培する。種子や芋の場合、発芽する前の重量(乾燥重量との回帰式を求める測定も)を測定、稚樹や挿し木の場合は栽培する前にも生重量を測定する(生重量と乾燥重量の回帰式を求める測定も同時に行う)。
上記の材料を利用して光合成誘導反応の測定と解析を行う。

課題代表者

唐 艶鴻