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植物の個体レベルのC・N分配調節メカニズムに関する生理生態学的研究

植物个体水平C/N分布调控机制的生理生态学研究

基本信息

批准号：
25891011
负责人：
杉浦大輔
金额：
$ 1.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-08-30 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25891011/
关键词：
ジベレリンサイトカイニンシンクソースバランス物質分配 LMA

项目摘要

植物は個体レベルの葉、茎、根への炭水化物 (C) や窒素 (N) の分配や、葉の面積あたりの重さ (LMA) を、環境条件に応じて変化させる。本研究では、このようなC・N分配パターンや、LMAを調節するメカニズムについて、植物ホルモンであるジベレリン (GA) やサイトカイニン (CK) の役割や、シンクソースバランスに応じて葉に蓄積する糖が果たす役割を解明することを目的として行った。(1) 草本植物イタドリ (Polygonum cuspidatum) を用いて、光やN条件の変化に応じた個体レベルのC分配の変化と、内生GAやCKの変化の関係を解析した。強光・弱光の各条件下では、高N条件ほど、地上部全体のCK濃度が高く、同時に個体レベルの葉へのC分配比も高かった。活性型GA濃度も同様に高N条件ほど高く、強光・低N条件ではほとんど検出されなかった。外生GA、CK添加時に見られる葉へのC分配比と、内生GA、CK濃度が高いときに見られる葉へのC分配比は同様の傾向を示すため、これらの植物ホルモンが個体レベルのC分配の変化を調節するメカニズムに深く関わっていることが示唆された。(2) 草本植物ダイコン (Raphanus sativus) の、胚軸が肥大する品種 (コメット：貯蔵シンク活性が高い) と肥大しない品種 (葉大根：活性が低い) を接ぎ木することでシンクソースバランスを変化させ、葉へ蓄積する糖がLMAや葉の構造に与える影響を評価した。どちらの品種でも、貯蔵シンク活性が低い葉大根の胚軸を台にすると、シンク活性が高いコメットを台にした時と比べ、LMAが大幅に増加した。増加分はデンプンだけでは説明できず、葉の厚さはほとんど変化していなかったため、デンプンが蓄積するほど細胞壁成分が増加している可能性が示された。葉の横断切片の構造解析を行ったところ、細胞数や細胞密度がデンプン量に応じて変化していることが分かった。

The distribution of carbon hydrate (C), nitrogen (N), leaf area (LMA) and environmental conditions in plant leaves, stems and roots This study aims to clarify the relationship between the distribution of C·N and the regulation of LMA in plants, and the relationship between plant growth and LMA. (1)Analysis of the relationship between the change of plant species and the change of endogenous GA and CK. Under high light and low light conditions, CK concentration in all parts of the ground was high, and C distribution ratio of individual leaves was high. The concentration of active GA varies from high N to high N, high light to low N. When exogenous GA and CK were added, the C partition ratio of leaves and endogenous GA and CK concentrations were high and high, and the C partition ratio of leaves and CK tended to be the same. (2)Herbs such as Raphanus sativus, etc., have been evaluated for their effects on the structure of leaves and on the growth of plant embryos. The activity of the plant was significantly higher than that of LMA. The possibility of increasing the cell wall composition of the leaves is shown. The structure analysis of leaf transverse section shows that the number of cells and the density of cells are different.