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

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。

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。