Night interruption provides evidence for photoperiodic regulation of bud burst in Japanese beech, <i>Fagus crenata</i>
Night interruption provides evidence for photoperiodic regulation of bud burst in Japanese beech, <i>Fagus crenata</i>
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夜间中断为日本山毛榉发芽的光周期调节提供了证据，<i>Fagus crenata</i>
DOI：
10.1080/15592324.2021.1982562
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
Yamawo Akira
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Ohno Misuzu;Yamawo Akira
日長依存種であるブナを対象に日長操作実験を行った. 長日処理 (LD) と短日処理 (SD) に加え, 明期中断処理 (DI) と暗期中断処理 (NI) を設けた. LD と DI 処理, SD と NI 処理でそれぞれ光の照射時間を等しくすることで, 開芽に対する日長と DLI の効果を分離した. 日長処理間で開芽までの日数を比較した結果, SD 処理では, LD, DI, NI 処理に比べ開芽が遅れた. この結果から, 日長条件間で観察される開芽日の違いは, 主に日長の影響によるものであり, ブナが開芽のタイミングの調節に日長を利用していることが示された. 加えて, 連続暗期が開芽までの日数に影響を与えたことから, フィトクロムなどの光受容体の関与が示唆された.第 3 章では, 日長認識の際の光受容器官 (冬芽か枝か) を特定することを目的とし, 切り枝を用いた器官特異的な遮光実験と植物ホルモンの分析を実施した. 遮光実験では, 落葉樹 7 種を対象に,(1) 遮光なし,(2) 冬芽のみ遮光,(3) 枝のみ遮光,(4) 冬芽と枝を遮光の 4 つの遮光処理を施し, 処理間で開芽率を比較した. その結果, 光を受容する器官や各器官への依存度 (日長受容様式) は種によって異なり, 冬芽のみで光を受容する種 (ミズキ, コミネカエデ, ヤマモミジ), 冬芽と枝の両方で光を受容しており各器官への依存度が同程度である種 (ハウチワカエデ, オオバクロモジ, イタヤカエデ), 冬芽と枝の両方で光を受容しており冬芽への依存度が高い種 (ブナ) が存在することが示された. 植物ホルモンの分析では, ミズキ, コミネカエデ, ハウチワカエデ, ブナの 4 種を対象に, 遮光実験と同様の遮光処理を施した開芽直前の冬芽と枝をサンプリングし, オーキシンやジベレリンなど 10 種類の植物ホルモンを測定した. その結果, 遮光実験で示された日長受容様式の違いを支持する結果が得られ, 生理学的な観点からも日長受容様式が落葉樹種間で異なることが明らかになった. 加えて 3 章では, 日長受容様式の種間変異と生育している光環境の関連性を検証した. 森林内のような不均一な光環境では, 個々の冬芽による局所的な光受容のみでは正確に日長を認識することは困難であると考えられることから,「不均一な光環境に生育している種では, 冬芽に加え枝でも光を受容している」 と予測した. 遮光実験と同様の 7 種を対象に, 野外調査を実施し, 光の不均一性の指標として光量子束度 (PFD) の変動係数 (CV) を種ごとに算出した. また, 遮光実験の結果をもとに, 光受容における冬芽と枝への依存度をそれぞれ算出し, 光の不均一性との関連を解析した. その結果, 冬芽への依存度は光の不均一性と有意な相関を示さなかった. 一方, 枝への依存度は光の不均一性と正の相関を示し, 生育している光環境が不均一な種ほど枝への依存度が高いことが明らかになった. これらの結果から, 落葉樹の冬季の日長受容様式は, 生育地の光環境の不均一性に応じて進化してきた可能性が示された.