Compensation for lowered photosynthesis by polyamines and terestorial ecosystem conservation

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本研究は，大気CO2を溶液中に捕捉・濃縮するポリアミン類が，光合成のCO2固定を促進して光合成の低下を補償する作用を持つのか検証し，気候変動下で進行する樹木枯死や森林衰退をポリアミンが緩和する可能性を検討する。特に乾燥が進行すると，気孔閉鎖による光合成低下が起き，ポリアミンによるCO2補足・濃縮が光合成低下の補償機構として重要な役割を果たすと予想される。そこで，国内ではまれな乾性低木林が成立している小笠原諸島父島において，ポリアミンが促進すると予想される葉肉細胞表面から葉緑体までのCO2拡散コンダクタンス（葉肉コンダクタンス）を，乾燥が進行する野外環境で評価した。葉肉コンダクタンスの評価には，R3年度に得たそれぞれの種のルビスコの基質親和性（CO2/O2比親和性）を用いた。調査は，乾性低木林に生育する複数樹種を対象に行った。対象樹種の中でテリハハマボウとシャリンバイは乾燥の進行に対して対照的な応答を示した。比較的土壌の水ポテンシャルが高い時期の気孔コンダクタンスは，両種とも同等（最大で0.23 mol H2O m-2 s-1程度）であったが，土壌の乾燥によってシャリンバイは気孔コンダクタンスが大きく低下した（最大で0.05 mol H2O m-2 s-1）。一方，土壌乾燥によるテリハハマボウの気孔コンダクタンスの減少は軽微で，乾燥前の半分程度を維持していた。葉肉コンダクタンスはいずれの時期においても，テリハハマボウのほうが高く葉肉細胞でのCO2拡散能力が高いことが示された。また，乾燥が進行するとシャリンバイは気孔コンダクタンスだけでなく葉肉コンダクタンスも低下する傾向がみられたが，テリハハマボウでは葉肉コンダクタンスが高くなる傾向がみられた。