樹木根の高温ストレス応答機構の解明

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高温が根の通水機能に与える影響を高温耐性種のAcacia mangiumと高温感受性種のA. melanoxylonで比較するため、根の通水コンダクタンスを測定する際の温度を変えることによって通水コンダクタンスの温度依存性を調べた。A.mangiumでは、アクアポリン依存の通水コンダクタンスが35℃で25℃に比べて約2倍近くに増大することを明らかにした。高温処理によってこの温度依存性が強まり、その結果、高温処理をしたA.mangiumの35℃での根の通水コンダクタンスは高温処理前の25℃での根の通水コンダクタンスに比べて大きかった。一方、A.melanoxylonでは通水コンダクタンスの温度依存性がほとんど認められず、高温処理をしたA.melanoxylonの35℃での根の通水コンダクタンスは高温処理前の25℃での通水コンダクタンスに比べて小さかった。A.mangiumの通水コンダクタンスの温度依存性は水の粘性の温度依存性だけでは説明できないものであり、高温によってアクアポリンの活性が増大することを示唆した。A.mangiumでは根が高温にさらされるとアクアポリンの活性が誘導され、根の通水機能が維持されるために地上部に十分な水分が供給され、成長を維持することができたのだと考えられる。一方、A.melanoxylonでは根が高温にさらされるとアクアポリンの活性が阻害されて根の通水機能が阻害されるために地上部への吸水が不足し、気孔閉鎖を通じて光合成が抑制され、成長が阻害されたと考えられる。葉の光合成機能の高温耐性だけでなく、根の吸水機能の高温耐性も高温環境下での個体の生育にとって重要であることが明らかにした。