葉肉組織への二酸化炭素と水の供給を制御するＡＢＡ：分子細胞生理学的アプローチ

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本研究では，蒸散とCO2の取り込みのバランスをどのように制御しているのかを包括的に解明することを大きな目的としていた。本年度は，主にシロイヌナズナの野生型Col-0とPlasmamembrane Intrinsic Protein (PIP)アクアポリン，Carbonic Anhydrase（CA）のT-DNA挿入株，気孔応答性変異体ost1，slac1-2を用いて，ABAによる水分特性の変化だけでなく，葉のCO2濃度変化に対する応答を解析することを目的とした。CAのT-DNA挿入株については，すでに他研究グループによる解析が進んでいることが学会でわかったため，計画から除外した。Col-0は葉内ABA量の増加にともない，gmが低下したが，pip2;3，pip2;6では，あまり低下しなかった。これはPIP2;3，PIP2;6がgmのABA応答に関わっていることを強く示すものである。Col-0，ost1, slac1-2を用いたCO2応答実験では，３つのことが解明された。①短期的な高CO2環境でgmが低下する。②長期的に大気CO2環境，高CO2環境で栽培した植物（2 mM NO3-栽培）のCO2応答を比較したところ，栽培CO2環境にかかわらず，高CO2環境ではgmが低下した。しかし，4 mM NO3-の栄養塩を与えて栽培したとき，高CO2環境で栽培した植物の方が，大気CO2環境で栽培した植物に比べ，高いgmであることがわかった。③LMA（Leaf Mass per Area)，単位面積当たりの葉緑体が細胞間隙に面している面積（Sc），葉の厚さなどの形態学的解析より，栽培時の栄養塩の窒素濃度により糖やでんぷんなどの蓄積に差があることが示唆された。以上の結果より，蒸散とCO2の取り込みのバランスがどのように環境応答するか，明らかになった。