C_3植物の個葉光合成の環境依存特性とその順化機構

C_3 植物单叶光合作用的环境依赖性特征及其适应机制

• 批准号: 02640514
• 负责人: 横井 洋太
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02640514/
• 关键词: 個葉光合成; 環境依存特性; 順化; 数学モデル; 葉厚; 葉内空隙率; ルビスコ含有率; 最大光利用効率

1.個葉の光合成の順化形質として、最大光利用効率が、ルビスコ含有率、葉厚、葉内空隙率、水含有率、気孔抵抗、葉内拡散抵抗をパラメ-タとして持ち、大気のCO_2およびO_2濃度、葉温、光強度、を変数としてそれらの環境要因に対する個葉光合成速度の依存性性を記述する半機構的数学モデルを作成し、パ-ソナルコンピュ-タ(PC9800)用のシミュレ-ションプログラムを開発した。このモデルとプログラムにより、任意の形質を持つ個葉が、任意の環境下で行なう光合成速度の推定が可能になり、設定された環境条件に対して最適の個葉形質を検討することが出来るようになった。2.上記環境要因(O_2濃度を除く)および湿度を高い精度で制御し得る個葉光合成測定装置を作成した。また、「打ち抜き法」を開発し、主要な順化形質と考えられる葉厚と葉内空隙の測哲・推定を手軽に高い精度で行なえるようにした。この方法を用いて一枚の葉における葉厚や葉内空隙の分布も把握された。3.上記の測定装置によって測定したアオキの個葉光合成の温度および光特性とモデルによるシミュレ-ションハはかなり良く一致し、モデルの実効性が確かめられた。4.光環境の異なる生育地のアオキ個葉の光合成の測定とモデルによるシミュレ-ション解析は、初夏の光環境に対する順化が葉厚によって為され、夏期から秋季、冬期の順化がルビスコ含有率によって為されていることを示唆した。また、最大光利用効率は環境の影響を受けないようであった。5.環境制御室を用いた温度と光の葉の形質に対する効果の実験は制御室の不調により実験が遅れ、高温・高照度のデ-タのみが得られており、現在継続実施中である。

1.最大光利用效率作为个体叶片光合作用的适应性状，以Rubisco含量、叶片厚度、叶内孔隙度、含水量、气孔阻力、叶内扩散阻力、CO_2和O_2浓度、叶温、光照为参数；以强度为变量，建立了半机械数学模型来描述单叶光合速率对环境因素的依赖性，并开发了个人计算机模拟程序（PC9800）。该模型和程序可以估计任何环境下具有任何性状的单叶的光合速率，并检查设定环境条件下的最佳单叶性状。 2.我们创建了单叶光合作用测量装置，可以高精度控制上述环境因素（O_2浓度除外）和湿度。此外，我们开发了一种“打孔方法”，可以轻松准确地测量和估计叶子厚度和叶内空隙，这被认为是主要的驯化特征。使用这种方法，还确定了单叶的叶片厚度和叶内空隙的分布。 3.上述测量装置测量的青木单叶光合作用的温度和光照特性与模型模拟的结果吻合较好，证实了模型的有效性。 4. 对不同光环境生境下青木单叶光合作用的测量和基于模型的光合作用模拟分析表明，初夏对光环境的适应是通过叶片厚度实现的，夏季到秋冬的适应是通过有人建议这是通过速率来完成的。此外，最大光利用效率似乎不受环境影响。 5.利用环境控制室考察温度和光照对叶片性状影响的实验，由于控制室故障而被推迟，仅获得了高温和高照度的数据，目前正在进行中。