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リン酸欠乏が気孔閉鎖を誘発するメカニズムの解析および気孔-光合成関係の再検証

磷缺乏导致气孔关闭的机制分析及气孔-光合作用关系的重新审视

基本信息

批准号：
04J05835
负责人：
関谷信人
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

植物はCO_2と水を獲得し、光エネルギーを利用して炭水化物を生産する。葉の表面には気孔と呼ばれるミクロの孔が散在し、気孔が開くと濃度勾配に沿ってCO_2が葉内へ流入する。また、気孔が開くと体内の水分が大気中へ蒸発して陰圧が発生し、これが根に伝わって土壌水分が体内へ引き込まれる。したがって、気孔は生命活動の最も重要なプロセスに影響を与える因子であり、気孔について理解することは意義が大きい。気孔運動が、様々な環境因子に影響を受けることは知られている。私達は、リン欠乏の植物が気孔を閉鎖する現象を見出し、そのメカニズムを説明する以下のようなモデルを導き出した。すなわち、気孔は葉内CO_2濃度を維持するように開閉するが、リン欠乏の植物はCO_2固定活性が低いために葉内CO_2濃度があまり変化せず、気孔もあまり開かないというものである。しかし、リン欠乏の植物では根から気孔に到る水の通路で障害が発生し、気孔へ到達する水量が減少するので、水分欠乏を回避するために気孔が閉じやすくなるとの報告もある。そこで、根に水圧を掛けて強制的に植物体内へ水を流入させ、気孔へ到達する水量を増加させることで、水分欠乏による気孔閉鎖の可能性を消去した条件下でもリン欠乏で気孔が閉鎖するか現在検証中である。また、リン欠乏の植物では、気孔密度(単位葉面積あたりの気孔の数)が小さくなる現象も発見した。大気から葉内へCO_2が流入する速度(葉内から大気へ水分が蒸発する速度)は、気孔開度(気孔の開き具合)と気孔密度によって決定する。リン欠乏の植物では葉内CO_2濃度があまり変化しないので、大気から葉内へのCO_2流入量を増加させる必要がない。そこでリン欠乏の植物は、無駄な水分損失を抑制するためにも、気孔開度だけではなく気孔密度も小さくする可能性があり現在この仮説を検証中である。

Plant production of carbon dioxide and water CO_2 is introduced into the leaves along the surface of the leaves. The water in the body is generated by the heat of the air, and the water in the body is generated by the heat of the air. The most important factors affecting life activities are: The influence of environmental factors on pore motion is unknown. The phenomenon of closed pores in plants due to lack of oxygen has been shown, and the following phenomena have been explained. CO_2 concentration in the leaves of plants with low CO_2 fixation activity is maintained. A report on the occurrence of damage to the passage of water from the root to the pore, the reduction of water from the pore to the pore, and the avoidance of water deficiency The possibility of pore closure due to lack of water in plants under stress of root and water pressure increases. The phenomenon of small pore density (number of pores per leaf area) appears in plants with poor quality. The velocity of CO_2 inflow into the leaves (the velocity of moisture evaporation), the pore opening and the pore density are all important factors. The CO_2 concentration in the leaves of the plants with low carbon content should be increased, and the CO_2 inflow in the leaves should be increased. The possibility of pore opening, pore density, and water loss inhibition in plants with insufficient water supply is discussed.