イネ葉からのアンモニア放出現象の生理学的基礎

水稻叶片释氨现象的生理基础

基本信息

批准号：
08J03273
负责人：
熊谷悦史
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

圃場における窒素動態を把握する為に,イネ葉からのNH_3放出に着目し,その生理的メカニズムについて,光合成,蒸散と光呼吸代謝との関連で検討した.昨年度確立したNH_3、放出速度(AER)の測定法を利用し,1)葉内のNH_3同化と光呼吸阻害処理がAERに及ぼす影響,2)光強度,温度,大気O_2濃度の変化がAERに及ぼす影響を調査し,以下の結果を得た.1)アケノホシを対象に,NH_3同化酵素(グルタミン合成酵素;GS)阻害剤(MS0)と光呼吸酵素であるグリコール酸オキシダーゼ(GO)の阻害剤(HPMS)を葉面散布した.未散布の対象区,MS0区およびMS0+HPMS区において,日中のAERと葉内NH_4^+濃度を測定した.AERと葉内NH_4^+濃度は,MS0区>MS0+HPMS区>対象区の順に高かった.以上より,光呼吸由来のNH_3が葉から放出されることが明らかになった.2)アケノホシとカサラスを対象に,異なる光強度,葉温および大気O_2濃度条件下で,AER,光合成速度(P_G)および蒸散速度(Tr)を測定した.光強度の増加に伴い,2品種のAER,P_GおよびTrは上昇した.また,葉温の上昇に伴い,2品種のAERとTrは上昇した.この時,P_Gは僅かに低下し,これは光呼吸の増大を意味する.異なる光強度と温度条件下において,AERとTrとの間には相関関係が見られた.大気O_2濃度の上昇に伴い,2品種のAERは増大したが,Trは変化しなかった.一方,P_Gは低下し,光呼吸の増大がみられた.以上の結果より,NH_3放出は蒸散作用と密接な関係をもつこと,光呼吸はNH_3放出を調節する重要な要因であることが明らかになった.強光,高温および高O_2濃度条件下でのAERは,アケノホシよりもカサラスで有意に高かった.アケノホシと比較して,カサラスの葉内NH_4^+濃度は高く,GS活性は低かった.このことから,カサラスにおいては,低いGS活性では光呼吸由来のNH_3を十分に同化できない為,AERが高くなると考えられた.このように,AERの品種間差には主として葉のGS活性の差が関与している可能性が示唆された.

为了了解田间氮动态，我们重点研究了水稻叶片NH_3的释放，并研究了其与光合作用、蒸腾作用和光呼吸代谢相关的生理机制。去年建立的NH_3释放率（AER）1）叶片中NH_3同化2)研究了光强、温度和大气O_2浓度变化对AER的影响,得到以下结果: 1)NH_3同化酶(谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂(MS0)和光呼吸酶的影响。 GS将甘草酸氧化酶 (GO) (HPMS) 抑制剂喷洒在叶片上，在未喷洒的目标小区、MS0 小区和 MS0+HPMS 小区中测量叶内 NH_4^+ 浓度。叶内 NH_4^+ 浓度为 MS0。部分>MS0+HPM其顺序为S图>目标图从上面可以清楚地看出，来自光呼吸的NH_3从叶子中释放出来。2)以Akenohoshi和Kasarasu为目标，观察到不同的光强度、叶子温度和大气O_2浓度。在此条件下，AER、光合速率（P_G）和蒸腾速率（Tr。 ) 测量到，随着光照强度的增加，两个品种的 AER、P_G 和 Tr 都增加。不同光强和温度条件下的光呼吸。，AER与Tr之间存在相关性。随着大气O_2浓度的增加，两个品种的AER增加，但Tr没有变化。相反，P_G减少，光呼吸作用增强。上述结果表明，NH_3释放与光呼吸密切相关。蒸腾作用。光呼吸是调节NH_3释放的重要因素，在强光、高温和高O_2浓度条件下，Kasalas叶片中NH_4^+浓度显着高于Akenohoshi。 Kasalas 的值高，GS 活性高这表明，在Kasalas中，低GS活性不能充分同化光呼吸产生的NH_3，从而导致高AER，因此，品种之间AER的差异主要是由于GS活性的差异所致。