超高濃度CO_2ガス環境下における気孔の挙動

本研究では、数%オーダーのCO_2ガス(以下、超高濃度CO_2ガス)により気孔が開口するメカニズムについて、孔辺細胞内のpH変化からアプローチするために、1)超高濃度CO_2ガスにより気孔が開口する条件の確立、2)気孔開度と孔辺細胞のpHをin situ測定するためのシステムの開発を主に行った。前年度において環境制御下でCO_2濃度のみを変えたガスを切り取っていないバレイショの葉に吹き付けることで気孔の開口を確認している。そこで本年度は、バレイショの葉片を、超高濃度CO_2ガスで飽和した溶液に浸すことで、超高濃度CO_2ガスの影響を調べたところ、気孔の開口は認められなかった。すなわち、超高濃度CO_2ガスの気孔への影響は、切り取っていない葉において、in situで調べる必要があることが示唆された。そこで、切り取っていない葉に対し気孔開度と孔辺細胞のpHを同時に測定するシステムの開発を試みた。このシステムでは、植物の葉を切り取っていない状態で共焦点レーザー走査顕微鏡のステージ上に固定し、ガス濃度を制御した空気を葉に吹き付けながら、気孔開度の変化および蛍光を測定することが可能である。実験材料にはバレイショの幼苗を用いた。まずこのシステムで、切り取っていない葉において超高濃度CO_2による気孔の開口が認められることを確認した後、pH測定を試みた。蛍光プローブには、前年度切り取った葉片において孔辺細胞のpH測定の可能性が示されたSNARF1/AMを用い、何種類かの導入法(葉柄へのインジェクション、茎へのインジェクション、葉への散布、養液中に混入し供給)を試みたが、どの方法においても蛍光プローブの孔辺細胞内への導入は難しく、pH測定には至らなかった。

本研究では、数%オーダーのCO_2ガス(以下、超高濃度CO_2ガス)により気孔が開口するメカニズムについて、孔辺細胞内のpH変化からアプローチするために、1)超高濃度CO_2ガスにより気孔が開口する条件の確立、2)気孔開度と孔辺細胞のpHをin situ測定するためのシステムの開発を主に行った。前年度において環境制御下でCO_2濃度のみを変えたガスを切り取っていないバレイショの葉に吹き付けることで気孔の開口を確認している。そこで本年度は、バレイショの葉片を、超高濃度CO_2ガスで飽和した溶液に浸すことで、超高濃度CO_2ガスの影響を調べたところ、気孔の開口は認められなかった。すなわち、超高濃度CO_2ガスの気孔への影響は、切り取っていない葉において、in situで調べる必要があることが示唆された。そこで、切り取っていない葉に対し気孔開度と孔辺細胞のpHを同時に測定するシステムの開発を試みた。このシステムでは、植物の葉を切り取っていない状態で共焦点レーザー走査顕微鏡のステージ上に固定し、ガス濃度を制御した空気を葉に吹き付けながら、気孔開度の変化および蛍光を測定することが可能である。実験材料にはバレイショの幼苗を用いた。まずこのシステムで、切り取っていない葉において超高濃度CO_2による気孔の開口が認められることを確認した後、pH測定を試みた。蛍光プローブには、前年度切り取った葉片において孔辺細胞のpH測定の可能性が示されたSNARF1/AMを用い、何種類かの導入法(葉柄へのインジェクション、茎へのインジェクション、葉への散布、養液中に混入し供給)を試みたが、どの方法においても蛍光プローブの孔辺細胞内への導入は難しく、pH測定には至らなかった。