炭素安定同位体比δ^<13>Cを用いたH_2O・CO_2交換過程および水利用効率の解析

利用碳稳定同位素比δ^<13>C分析H_2O/CO_2交换过程及水利用效率

基本信息

批准号：
10760096
负责人：
小杉緑子
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

植物側の熱・水・二酸化炭素交換過程の制御は気孔の開閉および葉による二酸化炭素同化(光合成)の二つのプロセスによって決定されているが、これに関係して、最近いくつかの観測結果から提唱されている説に、制御は細胞間隙二酸化炭素濃度と大気二酸化炭素濃度の比(Ci/Ca比)を一定に保つように行われている、というものがある。本研究ではCi/Ca比についての情報を集めることで、熱・水・二酸化炭素交換過程に関して非常に広範囲・広目的の適用できるシンプルな法則を提示する事を目指して、ガス交換速度および葉内部の炭素安定同位体δ^<13>Cの同時観測を行い、二つの手法を併用することによって、異なる時間スケールにおけるCi/Ca比および水利用効率に関する情報を収集した。これによって、植物のCi/Ca比および水利用効率を決定する要因をより定量的に評価し、様々な環境に植物がどのように適応しているのかを明らかにした。平成11年度は、引き続きデータの収集を行った。また、同時に、収集したデータの解析を行った。Ci/Ca比は気孔コンダクタンスや光合成に関するいくつかの生理的パラメータの挙動が複雑に組合わさった結果決定されるので、Ci/Ca比の決定要因を定量的に分析するためにこれらの素過程を個々に解析した。申請者の先行研究で用いている光合成速度・蒸散速度推定モデルを用いて、観測データからパラメ-タの最適化を行い、さらにこれらの値を用いて数値実験を行った。この結果推定されるCi/Ca比や水利用効率の挙動と環境条件との関係を、ガス交換チャンバーを用いる手法、および炭素安定同位体δ^<13>Cを用いる手法によって観測されたCi/Ca比および水利用効率の挙動と比較し、Ci/Ca比の決定要因について考察を加えた。

植物中热量、水和二氧化碳交换过程的控制由两个过程决定：气孔的打开和关闭以及叶子对二氧化碳的同化（光合作用）。一种提出的理论是进行控制以保持恒定。细胞间二氧化碳浓度与大气二氧化碳浓度之比（Ci/Ca 比）。在这项研究中，通过收集 Ci/Ca 比率的信息，我们旨在通过同时观察碳稳定性，提出一个可应用于热、水和二氧化碳交换过程的广泛领域和目的的简单定律。同位素δ^ 13 C并结合使用两种方法，我们收集了不同时间尺度的Ci/Ca比和水分利用效率的信息。这使我们能够更定量地评估决定植物Ci/Ca比和水分利用效率的因素，并阐明植物如何适应各种环境。 1999年，数据收集工作继续进行。同时，我们对收集到的数据进行了分析。 Ci/Ca 比率是由与气孔导度和光合作用相关的多个生理参数的行为的复杂组合决定的，因此为了定量分析 Ci/Ca 比率的决定因素，我们对这些基本过程进行了单独分析。使用申请人先前研究中使用的光合作用速率/蒸腾速率估计模型，根据观测数据优化参数，并使用这些值进行数值实验。使用使用气体交换室的方法和使用稳定碳同位素δ^ 13 C的方法，比较了作为本研究的结果估计的Ci/Ca比和水利用效率的行为与环境条件之间的关系。我们比较了 Ca 比率和水分利用效率的行为，并考虑了 Ci/Ca 比率的决定因素。