CAM植物葉内のCO₂移動と光合成活性局在

抄録

CAM植物の葉では、日中、細胞間隙CO₂濃度(C_i)が大きく上昇する。この上昇は、細胞内での有機酸の脱炭酸に由来するCO₂が、細胞内から細胞間隙へと流出していることによる。CAM植物コダカラベンケイソウ(Kalanchoe daigremontiana)では、夜間のCO₂吸収速度とリンゴ酸蓄積量に、葉の向(表)背(裏)軸間で差があることが知られている(Winter, 1987, 1989)。リンゴ酸蓄積量が異なると、C_iの上昇も向背軸間で異なることが予想される。本研究では、葉の両面表皮近くのC_iを、各面のCO₂交換速度と蒸散速度、気孔コンダクタンスから算出した。また、C_iと実際の光合成との関係を調べるため、自然条件下で葉を一定時間毎に採取し、表皮に平行な切片を作製し、各切片における光合成産物量の含有量を測定した。ガス交換速度の測定の結果、夜間のCO₂吸収速度が大きい面で、日中の脱炭酸時におけるC_iが大きかった。一面からCO₂を放出し、もう一面からはCO₂を吸収した時期も確認できた。以上のことから、C_iは葉の内部で一定ではなく、葉内に大きなCO₂拡散抵抗が存在していることがわかった。一方、切片間における光合成産物の増減パターンには顕著な差は見られなかった。現在、切片のRubiscoやPEPCなどの酵素量を定量している。