Biological significance of leaf reddening in plants under wintering; verification of the multiple roles of anthocyanin

越冬植物叶片变红的生物学意义；

• 批准号: 22K06263
• 负责人: 酒井 敦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nara Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06263/
• 关键词: アントシアニン; 赤色化; 低温ストレス; 光ストレス; 葉温; 低温光傷害; 光化学系II量子収率

本研究課題では、「冬季越冬中の植物の葉において、アントシアニンの蓄積による赤色化が誘導されるのはなぜか？」という問いに答えるため、アントシアニンの蓄積が葉内光環境、温度環境、および葉の生理学に及ぼす影響について調査することとしている。2022年度の主な研究実績は下記の通りである。(1) 秋季落葉時に見られる紅葉・黄葉の過程における、葉の色素含量および光照射下における葉温の変化の調査を行った。紅葉・黄葉過程における光照射下での葉温は複雑な挙動を示し、アントシアニン含量だけではなくクロロフィルやカロテノイドなどの光合成色素の含量、光合成の量子収率、蒸散、水分含量など多くの要因の影響を受けることが示唆された。光照射下における葉温の測定・評価時には、これらの要因についても考慮・統制する必要があることが明らかとなった。(2)　葉の赤色化を誘導する条件について検討を行った。スイバの切取り葉に関しては低温インキュベータ内で数日間の蛍光灯照射下に置いた後、常温に戻すことで効果的に赤色化を誘導できた。シロイヌナズナの鉢植えに関しては低温室内にて蛍光灯による近接・連続光照射下に数日間置くことで赤色化を誘導できたが、その際の葉温は20℃を超えていることが判明した。いずれの結果からも、葉の赤色化には葉温が高い状況が存在する必要であることが示唆される。(3) 上記方法により赤色化を誘導したシロイヌナズナの葉を用いて、低温・光照射下における葉温、低温・強光照射に伴う光化学系II量子収率の低下、およびその後の回復について調査した。その結果、赤色化した葉は緑色のままの葉に比べ低温・光照射下における葉温が高く、低温・強光照射処理に伴う光化学系II量子収率の低下幅が小さいことがわかった。この結果は、本研究課題の作業仮説に合致しており、今後の解析の基盤となるものである。

This research topic is: "Plant leaves in winter, accumulation of red flowers, induction of red flowers and plants in winter." The accumulation of light, temperature, and physiological effects on leaves The main research results for 2022 are recorded below. (1)In autumn, the process of red leaves and yellow leaves was investigated, and the pigment content of leaves and the temperature of leaves were investigated under light irradiation. During the process of red leaves and yellow leaves, the leaf temperature changes under light irradiation, and the content of photosynthetic pigments, the quantum yield of photosynthesis, evaporation, and moisture content are affected by many factors. The determination of leaf temperature under light irradiation is necessary for the determination of leaf temperature. (2)The condition of leaf redness is discussed. The temperature of the leaves is low, the temperature of the leaves is low, and the temperature of the leaves is low. The temperature of the leaves is 20 ℃ and the temperature of the leaves is 20℃. The result is that the temperature of the leaves is high, and the temperature of the leaves is high (3)The above method is used to investigate the decrease of quantum yield and recovery of leaves under low temperature and light irradiation. As a result, the red color of the leaves is higher than that of the leaves under low temperature and light irradiation, and the lower amplitude of the quantum yield of photochemical system II is smaller than that under low temperature and light irradiation. These results are consistent with the work of this research topic and with the analysis of the basis for future research.