水稲葉身の老化過程におけるサイトカイニンおよび窒素による光合成活性の維持機構の解析-光合成炭酸固定酵素の合成,遺伝子発現制御に着目して-

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作物の葉は老化に伴い光合成速度は減少し,葉の老化は乾物生産,収量に大きな影響を及ぼす.作物の老化を抑制し葉の光合成速度を高く維持するための生理的機構を明らかにし,多収性品種を育成するために備えるべき生理的,遺伝的性質を明らかにするため,水稲の葉の老化程度の異なる品種を用いて,今年度は葉の老化過程の光合成速度,炭酸固定酵素量とその発現量の低下程度か品種間で異なるかどうか,また葉の窒素含量,サイトカイニン量,根から運ばれるサイトカイニン量,および窒素の吸収量,分配,葉からの転流とどのような関係があるか検討した.その結果,老化のおそい品種ははやい品種に比べて老化過程で葉の窒素含量が高く維持され,このことが炭酸固定酵素Rubiscoの含量を高く維持し,光合成速度を高く維持することと関係が認められ,登熟初期の窒素追肥により老化の遅い品種では光合成速度およびRubisco含量の維持程度が著しく大きくなり,葉の窒素含量の維持が光合成活性の維持と関係があることがわかった.しかしながら,同じ窒素含量でも老化の遅い品種ははやり品種よりRubisco含量が高く,Rubisco含量の維持,発現に窒素以外にサイトカイニンが関係することが示唆された.老化の遅い品種の窒素吸収量ははやい品種に比べて出穂前および登熟期を通じてた高く,窒素の分配は茎が少なくより葉への分配割合が多いことがわかった.これらのことから,根から葉に送られる窒素およびサイトカイニン量が大きいことが作物の葉の光合成活性を高く維持し,多収となる上で重要な性質であることが明らかとなった.