低温下の光ストレスに対する葉齢に依存した葉の生理的能力と常緑性・落葉性との関連

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コナラ属の常緑樹であるアラカシは暖温帯に、落葉樹であるコナラは暖温帯から冷温帯に広く分布する。環境制御下でアラカシの実生とコナラの小さな苗木を栽培し、これらに同時に、段階的に温度を低下させる低温処理をかけた。日長は一定とした。光合成能力、光合成系がどれくらいストレスを受けて応答しているかの指標とされる光化学系IIの最大量子収率(Fv/Fm)の値、クロロフィル量の指標としてのSPAD値が、低温処理の過程で、どのように変化するのかを調べ、低温ストレスに対する応答に、同じコナラ属の常緑広葉樹と落葉広葉樹との間に違いが見られるのかを調べた。低温処理の過程で、冷温帯にも分布するコナラではFv/Fmが緩やかに低下し、暖温帯に分布するアラカシの方が低温ストレスを受けやすいことが示唆された。さらに温度を低下させると、コナラで急激なFv/Fmの低下が起こった。落葉樹の葉の老化や落葉に対して、日長の短縮が影響するという報告があるが、日長の短縮が行らなくても、気温の大きな低下に応答して、コナラは紅葉し、さらに落葉した。光合成能力に関しては、暖温帯に分布する常緑広葉樹では冬季に炭酸固定系のキーエンザイムであるルビスコ量を増やして、光合成活性の低下を補う応答が見られるという報告がある。今回の実験では、ルビスコ量の測定は行っていないものの、低温処理による光合成能力(飽和光下での光合成活性）の増加は見られず、予想とは反する結果が得られた。