気孔の閉鎖プロセスにおける水圧シグナルの役割を再検証する

重新审视水力信号在气孔关闭过程中的作用

• 批准号: 18658007
• 负责人: 荒木 英樹
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18658007/
• 关键词: 水圧シグナル; 化学シグナル; 根; 気孔コンダクタンス; 負圧; 道管; 気孔閉鎖; 導管; 水ポテンシャル; ルートプレッシャーチャンバー; 通導コンダクタンス

気孔を閉鎖させるシグナルには、「hydraulic signal(水圧シグナル)」と「chemical signal(化学シグナル)」が知られている。前者は葉の乾燥を伴う気孔閉鎖、後者は葉の乾燥を伴わない気孔閉鎖を説明するシグナル機構である。申請者のグループは、化学シグナルが作用した状態、すなわち葉が乾燥する前に気孔を閉鎖させるような水圧シグナル機構の有無を検証することを目的としている。葉の水ポテンシャルの低下を伴わずに気孔閉鎖した植物体において、根系を加圧することによって植物体内の負圧を解消した際に再び気孔が開口すれば、その気孔閉鎖の原因が化学シグナルではなく水圧シグナルであることが分かる。この理論に則して、導管や細胞間隙に働く軽微な負圧が気孔制御をになうシグナル伝達媒体であるかどうかを検証した。ダイズでは湛水ストレス中に葉の水ポテンシャルは低下しないものの気孔が閉鎖した。湛水ストレスに曝した個体では根圧が極めて小さいことから、道管中の圧力が正常な個体に比べて低いと予想された。この個体を用いて、葉先端から水滴が滴るように根系に加圧して気孔コンダクタンスの変化を観察したところ、加圧後1時間程度には気孔コンダクタンスが上昇した。乾燥ストレス中のキュウリでも同様の反応が認められた。このことから、湛水ストレス条件下での気孔閉鎖には化学シグナルではなく水圧シグナルが関与している可能性が高まった。

已知的关闭气孔的信号包括“液压信号”和“化学信号”。前者是一种信号机制，解释了用干叶的气孔闭合，后者是一种信号机制，可以解释没有干叶的气孔闭合。申请人组旨在验证在叶干之前关闭气孔的液压信号机制的存在或不存在。在没有叶子的水电位下关闭气孔的植物中，如果在通过加压根系来消除植物内的负压时，气孔再次打开，可以看出，气孔闭合的原因不是化学信号，而是水压信号。根据这一理论，我们研究了对导管和细胞间隙作用的小负压是否是控制气孔的信号转导介质。在大豆中，在洪水应力期间，叶子的水潜力不会减少，但气孔关闭了。由于暴露于洪水压力的个体中的根压极低，因此预计该区域的压力低于正常人的压力。使用该个体，我们以从叶子尖端滴落并观察到气孔电导的变化的方式加压根系，而在加压后大约一个小时，气孔电导率增加了。在干旱胁迫下观察到黄瓜中的类似反应。这增加了液压信号而不是化学信号在洪水应力条件下与孔隙闭合有关的可能性。

项目成果

植物の根圧測定による栽培環境診断システム

测量植物根压的栽培环境诊断系统

• 发表时间: 2007