トウモロコシ光合成における酸素濃度の影響

抄録

　昨年度の年会において、C₄植物のトウモロコシで光合成誘導期にO₂がないとCO₂固定は進行しないが、1％O₂によってCO₂固定が開始すること、しかし一旦光合成が進行するとO₂がなくてもCO₂固定は進行することを報告した。O₂がCO₂固定の開始に必要な原因を明らかにするため、さらに解析を進めた。
　暗適応させた葉を光照射したとき定常状態でのCO₂固定速度と蒸散速度は、2％O₂では21％O₂の80％であり、PS2の電子伝津速度（ΦPS2）は70％，PS1の電子伝達速度（ΦPS1）は等しかった。2％以下のO₂濃度では、これらのパラメーターはさらに低下し、O％O₂では21％O₂と比べCO₂固定速度は15％，ΦPS1は40％，蒸散速度は0に近かった。ΦPS2は光合成誘導初期には21％O₂と同じであったが、その後は大きく低下した。これらの結果は、O₂がwater－waterサイクルを起動するために必要であり、これによりCO₂固定サイクルや孔辺細胞での気孔の開口に必要なATPを供給していることを示唆している。なお、C₃植物ではC₄植物ほど顕著なO₂の影響は認められなかった。