物質の転流・蓄積と光と の関係 関岡, 行 九州大学農学部
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(2) 第20巻 第4号. 九 州 大 学 農 学 部 学 芸 雑 誌. 昭和38年9月. 2・3根 菜 類 に 澄 け る 同化 物 質 の 転 流 ・蓄 積 にお よぼ す 環 境 要 素 の影 響(IV) 物 質 の 転 流 ・蓄 積 と光 との 関 係. 関. 岡. 行. The effect of some environmental factors on the translocation and storage of carbohydrate in the sweet potato, potato and sugar beet IV.. Relationships between the translocation of carbohydrate and light Hakobu. 光 は光合 成 ・光 週 律 を 始 め 発 芽,運 動 な どの 植物 の. Sekioka. を 明 らか に した.こ れ は光 が 直 接 転流 に は関 係 せ ず,. 生 理 作 用 に 大 き な影 響 を お よ ぼす 環 境 因子 と して温 度. 転 流 を 規定 す るの は その 物 質 に対 す る受 容 器 官 の 需要. と と もに 重 要 視 され て い る,. の 強 さで あ る と解 され る.. 光 に 関 す る研 究 は遮 光 に よ り光 の強 さを か え る方 法. VernonandAronoff(1952)19)は,放. 射性 炭素を. お よび 人 工 光線 に よ る方 法 な ど で行 なわ れ て き た.こ. 用 い大 豆 で7,000f.c.,60f.c.の. れ らの結 果 は光 の減 少 は植 物 体 各 部 の 収 量 お よ び炭 水. 800f.c.の 光で5分 照 射 し15分 暗 所 に保 つ た場 合 の 同. 化 物 含 量 を低 下 させ た と して い る.ま た,ト マ トの 茎. 化 物 質 の 転流 を研 究 し,光 は 同化 物 質 形成 に は関 係 す. の 生 長 は1,000f.c.ま. る が,転 流 に は 直接 影 響 しな い と報 告 した.. で は増 加 した が,そ れ 以 上 の 光. の 強 さで は生 長 は却 つ て低 下 した こと,茎 の生 長 率 は 昼 の 間 は 著 し く 低 下 した ことをWent(1944)20)は. み. とめ た.. NelsonandGorham(1957)は,s》 と転 流 との関 係 を 研 究 し,葉 glucose‑C14の. ま た,MassonandMaskell(1928)7)は,ワ は炭 水 化 物 はsucroseの. タで. 形 で転 流 し,転 流 の 方 向 は. 光 で20分. 間,並 び に. 大 豆 で光 の 有 無 に与 え たsucrose‑C14・. 転 流 は光 の あ る場合 に は きわ めて お そ. く,sucrose‑C14の. 転 流 は14時. 間 後 に与 え た 量 の1. %に す ぎ なか つ た が,暗 所 にお い て は3時 間 で 植 物体. 節 管 内の 濃 度 勾 配 と密 接 な 関 係 が あ ると報 告 した が,. 各 部 分 に10%転. Goodall(1946)4)は,対. 同 化 物質 は暗 所 で は根 に き わめ て 多 く蓄 積 し,明 所 で. 葉 法 を 用 い て トマ トの乾 物 量. の変 化 を 調 査 し,光 合 成 の 盛 ん な昼 間 に糖 の 濃度 勾 配 が 大 とな り,夜 間 よ り転 流 が 多 くな る こ とを報 告 した. この よ うに,光 はま ず 光 合成 を通 じて 同 化物 質 の 多. 流 した ことを み とめ た.ま. た,C14. は 根 よ り茎 の 頂 端 に多 く蓄 積 した こと を み とめ た. これ らを 概 観 す れ ば,同 化 物 質 の転 流 にお よ ぼ す光 の影 響 に 関 して は 光合 成 を 通 じて の 間接 的 な もの と,. 寡 を 規 定 す る.一 方,同 化 物質 の多 寡 は濃 度勾 配 を 通. 直接 的 な 因果 関 係 を論 じた もの と が あ り,そ の結 論が. じて 転 流 に 関与 す る.つ. 必 ず しも一 致 して い ない,そ. ま り,光. は同 化物 質 の 多 寡. こで 同化 物 質 が転 流 す る. を 媒 介 と して 転 流 に 間接 的 に影 響 を お よ ぼす と考 え ら. 時 の形 と され て い るsucroseの. れ る.. て,光 の 強 さお よ び光 の 有 無 と転 流 との 直 接 的関 係 を. RabideauandBurr(1945)u)は,菜. 豆 でC14を. 用 い 同 化 物質 の転 流 を 研究 し,根 お よび茎 の生 長 点 の. 放 射性 物 質 を使 用 し. 明確 にす る目 的 で実 験 を行 なつ た. 1.甘. 藷 に お け るSucrose‑C14の. 転. よ うな代 謝 の盛 ん な部 分 に 急速 に転 流 す る こ とを み と め た.さ. らに,反 対 側 の 対 生葉 へ の横 の 転 流 は光 の有. 無 に よ る糖 の 濃 度 差を 生 じせ しめて も起 こ らな い こ と. 流 ・蓄 積 に お よ ぼ す 光 の 強 さ の 影 響 同化 物 質 の転 流 は供 給 器官 の葉 と受 容器 官 との 間 の.
(3) 糖 の 濃 度勾 配 に よつ て 起 る と考 え られ,葉 に多 量 の 同. 2枚 を か け遮 光 した 弱光 度 区,白 カ ン レイ シ ャ1枚 を. 化 物 質 が形 成 され ると転 流 が 多 くな る と され て い るβ). か け遮 光 した 中光 度 区 お よ び遮 光 を しない 対 照 区 の3. 遮 光 して光 の強 さを 減ず る と炭 水 化物 が減 少 した との. 区 にわ け た.. 報 告 が あ る.2)こ う して み る と,光 は 光 合 成 を 通 じて. この状 態 で12時. 間接 的 に転 流 に影 響 す る こ とが考 え られ る.し か しな. 間 転 流 させ た 後 に 収 穫 し,加 圧 乾. 燥 しradioautographを. が ら,転 流 に お け る光 の 間接 的 な影 響 はむ しろ,当 然. 根,下 茎,上 茎 お よび 葉 の4部 分 に わ け,乳 鉢 で粉 砕. の 帰 結 で あ り問題 は ない の で あ るか ら,直 接 的 な 因果. しvanSlyke,Folchの. 関 係 の 有 無 こそ問 題 で あ ろ う.こ の 関 係 を 明 確 にす る. 沈 澱 を 作 つ た.12・18)測 定 に は 無限 大 の 厚 さの 炭 酸 バ. 作 製 した.次. 湿 式酸 化 法 で 炭 酸 バ リウ ムの. た め に は 間接 的 な光 の影 響 を と りの ぞ い て 実験 を行 う. リウ ム法 を用 い,2πgasflowcounterを. 必 要 が あ る.こ う した 立 場 に立 つ て 放 射性 同位 元 素 を. 実 験 は1960年9月9日. 用 い た2,3の. に,植 物 体 を. 使 用 した.. に2反 復 行 なつ た.. 研 究 が あ る.VernonandAronoffの. 研 究19)も その1例 で あ るが,同. 化 物 質 の 転 流 は光. の 強 さ と無 関 係 で あつ た と報 告 した.一 andGorham8)は,暗. 方,Nelson. 2。 実. 験. 結. 果. 3処 理 区の 照 度,温 度 お よ び相 対 湿 度 を1時 間 間1鵯. 所 で 転 流 が 多 い ことを み とめ,. 光 は転 流 を さま た げ る もの で あ ると報 告 した.. に測 定 した 結 果 をTable1に. 示 した.. 照 度 は正 午 で 中光度 区 ・弱 光 度 区 そ れ ぞ れ対 照 区 の. 以 上 の 如 く光 と転 流 と の直 接 的 関 係 につ い て は見 解. 約30%お. よ び7%で. あつ た.な お,3処. 理 区 と もガ. が必 ず しも一 致 して い な い.そ こで 本 研究 で は これ ら. ラ ス室 内 に も う けた の で 各 区 と も温 度 は ほ 穿同 じで あ. の点 を 明 確 にす る 目的 で,sucrose‑C14を. つ た.相 対 湿 度 は高 温 の た め著 し く低下 した.. 用 いて 光 の. 強 さ と炭 水化 物 転 流 との 関 係 を調 べ た。 1.実. 遮 光 によ り光 の強 さを異 に した場 合 の 甘 藷 の1葉 に. 験 材 料 お よび 方法. 実験 材 料 には 甘 藷IpomoeaBatatusLam.農 号 を供 試 した.全 長13cm,千. 林2. 葉 の苗 を 発 根 させ,発. 育 の そ ろつ た苗 を 選 び,バ ー ミキ ュ ラ イ トとパ ー ライ トと を3対2の さ9cmの. 与 え たsucrose‑C14の. 植 物 体 内 各部 分 へ の 転 流 ・蓄. 積 の 結 果 をTable2に. 示 した.. 乾 物 単位 重 量 当 りのcount数 て も根 で 最 高 と なつ た.次. は いず れ の 区 に お い. に,植 物 体 当 りのcount. 数 は 対 照 区 で は根 で最 高 とな り,葉,上 茎,下 茎 の順 で. 割合 で混 合 して 入 れ た 直径9cm,深. 減 少 した.中 光 度 区 で も根 で 最 高 と なつ たが,上 茎 が. ア ル ミニ ウム製 ポ ッ トに1個 体 ず つ移 植 し. 次 に多 か つ た.ま た,弱 光 度 区 で も根 で最 高 と なつ た. た.こ の 材料 を 野 口 ・菅 原氏 甘 藷 水 耕 液 で5週 間生 育. が,下 茎 が 次 に多 か つ た.要 す る に,こ れ ら3つ の処. させ 実 験 に 用 い た.. 理 区 と も根 へ の 転 流 が最 高 と な り,光 の強 さの 減 少 に. Sucrose‑C"は. 最 も古 い葉 の裏 面 全面 に展 着 剤 を 含. ん だ 水 溶 液 と して2μc(50μ1)与 C14を 与 え られ た材 料 は30分 Table. え られ た.Sucrose‑ 後 に,黒. カン レイ シ ャ. 1. Measurement the experimental. 従 つ て根 の 次 に多 く転 流 ・蓄 積 す る部分 が 葉,上 茎, 下 茎 と順 次 植 物体 の下 の 部 分へ 移 つ て い ると言 え る. 光 の強 さを か え る とC14の 吸収 量 が か わ るの で,植. result of some apparatus.. climatic. factors. in.
(4) Table. 物体 内 で のC14の. 2. Effect from one. of leaf. light intensity to the other. on parts. the of. translocation of a sweet potato,. sucrose-C14 1960.. 分 布 ・蓄 積 と 光 の 強 さ との 関 係 は. この ま ＼で は比 較検 討す る こ とが む つ か しい.そ こで 光 の 強 さと転 流 ・蓄 積 との 関 係 を 植 物 体 各 部分 で の C14蓄 積量 の比 数 で比較 す る こ とに した.そ の結 果 は Fig.1に. 示 した.. 各 区 と も根 で の 蓄 積 が 高 い が,根 で のC14蓄 積 割 合 は光 の 強 さの最 も強 い対 照 区 に お いて 最 も少 な く,光 の 強 さが 弱 くな る と と もに増 大 し弱 光 度 区 で は著 し く 多 くな りtotalactivityの. 約70%が. 根 に 集 積 し た.. ま た,葉 で のC14蓄 積 割 合 は光 の強 さの最 も強 い対 照 区 に お い て最 高 とな り,光 の強 さの 低 下 と と も に順 次 低 くな つ た.つ ま り根 の場 合 とは 逆 の傾 向を 示 した. 以 上 の 点 を さ らに 明 瞭 に す る た め にradioauto‑ graphsで. 検 討 した.そ. の結 果,Cl4蓄. 同 じ傾 向 が認 め られ た.即. ち,葉. 積 割 合 と全 く. に お け るC14は. 光. の最 も強 い対 照 区 で 最 も強 く感光 し,中 光度 区,弱 光 度 区 と光 の強 さの低 下 に従 つ て 感 光 度 が 弱 くな る こ と を 認 め た. 3.考. Fig. 1. Effect of light intensity on the distribution of C14 in roots, stems, and leaves of a sweet potato following a 12-hr. translocation period, 1960. Per cent of radioactivity (cpm) of each plant parts. 規 定 す る もの とい え よ う.し か もFig.2に され る よ う に,光. に転 流 し蓄 積 す る. 量 が 代 りに減 少 す る.ま た,逆 に光 が 弱 け れ ば弱 い ほ 甘 藷 の1葉 に与 え たsucrose‑C14の 光 の 強 さ との 関 係 はTable1お. が 強 け れ ば 強 いほ ど 葉 の 部 分 に転. 流 ・蓄積 す る量 が 相対 的 に ふえ,根. 察. 明瞭 に示. 転 流 ・蓄 積 と. よびFig.1か. ど,根 へ 転 流 ・蓄 積 す る量 が増 加 し,葉 へ行 く量 が減. ら明. 少 す る.つ ま り,光 の 強 弱 は炭 水 化 物 の転 流 方 向を 規. らか な よ うに光 の 強 さが 弱 くな る と根 へ の 転 流 ・蓄 積. 定 す るの み な らず,そ の方 向性 を 強 化 す る こと に よつ. が 多 くな り,光 が 弱 い と根 へ の蓄 積 は減 少 し,葉 へ の. て,転 流 ・蓄 積 量 を も規 定 して い る こ とに な る。. 転 流 ・蓄 積 が多 くな る. これ らの結 果 は 大 豆 の初 生 葉 に与 え たC14‑labelled sugarsが. 明所 で は茎 の 生 長 点 に多 く転 流 し,暗 所 で. 甘 藷 に お け る生 長 には,地 上 部 や 細 根 な ど を含 め た 栄 養 器官 の生 長,い わ ゆ る栄 養 生 長 と,主 と して 塊 根 の 生 長 を 中心 と した,い わ ゆ る蓄 積 生 長 とが あ る。 農. は根 に 多 く転 流 す る と したNelsonandGorhamの. 学 的 な 立 場 か らす るな らば,前 者 は後者 を いか に能 率. 報 告8)と 同 じ傾 向を 示 した.. 的 た らしめ るか とい う意 味 に お いて 重 視 され,・後 者 は. これ を 要 す るに,光 の強 弱 は炭 水 化物 の転 流 方 向 を. それ 自体 が農 業 目的 に直 結 す る と い うい み で 重視 され.
(5) Fig.. 2.. Radioautographs. plant A.. no. in. shade.. 12-hr. shade,. demonstrating. after. the. B••.high. application light. intensity. distribution of. of. sucrose-C14 in. shade,. C14 in. to. leaf,. C-••low. the. sweet. potato. 1960. light. intensity. る.こ う した立 場 か ら,蓄 積 生 長 を中心 とす る な らば. れ に よつ て ひ き起 こ され る植 物 の反 応 を 中心 とす るな. 光 は 蓄 積生 長 に対 して 否定 的 に関 係 す ると も言 え るで. らば,条 件 と して は全 く異 質 の もの で あ る と言 え よ う.. あ ろ う.. 同化 物 質 転 流 と光 の有 無 との 関 係 は 古 くか ら葉 の 同. 4.摘. 化 澱 粉 の消 失 を 測定 す る半 葉 法 によ り転 流 は夜間 に多 要. 1)甘. く起 こ る と され て き た.. 藷 の1葉 にsucrose‑C14(2μc)を. 与 え,光. の強 さを 遮光 に よ り,弱 光 度 区,中 光 度 区 お よ び対 照 区 と3段 階 に か え た なか に,12時. 間 お き 転 流 させ,. Cl4の 転 流 ・蓄 積 と光 の 強 さ との 関 係 を 研 究 した. 2)Radioautographsの 未 展 開 葉 で のC14蓄. 結 果 か ら,生 長 点 お よび. 積 は 光の強い 対照区で最高であ. り,中 光 度 区,弱 光 度 区 と光 の 強 さの低 下 に従 つ て減. り,光 の 強 さが 弱 くな る と と もに増 大 し,弱 光 度 区 で 約70. %が 根 に集 中 した. 4)葉. り,光 の強 さの 低 下 に従 つ て て 順次 減少 し,根 の 場合 と逆 の 傾 向 を 示 した.. 流 本 報1で. 藷 に お け るSucrose‑Ci4の. ことを 報 告 した. PristupaandKursanov6)も,同. 化物質が 夜間 に. よ り多 く根 の方 へ 転 流 す る こ とを み とめ た.. を 阻害 す る もの とい え よ う. しか し一 方,対 葉 法 を用 いて トマ トの 乾 物 量 の変 化 を 測定 したGoodall4)は,光. 合 成 の 盛 ん な 昼 間 に糖 の. 濃 度 勾 配 が 大 とな り,そ の 結 果,夜間. で のC14蓄 積 割 合 は対 照 区 に お いて 最 高 とな. II.'甘. を研 究 し,炭 水 化 物 は 暗所 に お いて は根 に きわ め て多. 以 上 の 諸結 果 に よれ ば,光 は炭 水 化 物 の転 流 ・蓄 積. で のC14蓄 積割 合 は対 照 区 に お い て最 少 で あ. 最 大 となつ た.弱 光 度 区 で はtotalactivityの. よ びC14一 同化 物 質 の転 流 と光 の有 無 との 関係. 量 に蓄 積 し,明 所 に お いて は茎 の 頂 端 に多 く蓄 積 す る. 少 す る こ とが観 察 され た. 3)根. NelsonandGorham8)は,sucrose‑C14,91ucose‑ C14,お. よ り転 流 が 多 く. な る こ とを 認 め た. 以 上 を 要す る に,光 の 炭水 化 物 転 流 ・蓄 積 にお よ ぼ す 影 響 に 関 して は,促 進 す るとす る もの と 抑制 す る と. 転. ・蓄 積 に お よ ぼ す 光 の 有 無 の 影 響. す る もの と の2説 で,sucrose‑C14を. が あつ て 統一 されて い ない.そ. こ. 使 用 し甘 藷 で の 炭水 化 物 の転 流 と. 光 の有 無 との 関係 を 明確 にす る 目的 で本 研 究 を 行 なつ. は 光 の 強 弱 と 炭 水 化 物 の転 流 ・蓄 積 を 論. た.ま た,光 は 幅 射 熱 の た め光 の有 無 とい う条 件 下 で. じ,光 が 強 い と根 へ の 転流 が お さえ られ る ことを 明 ら. は,植 物 体 の体 温 が変 わ る もの と予 想 され る.こ の こ. か に した.「 光 の 強 弱」と 「光 の 有 無」と は観 念 的 に考. とを 考 慮 して,実 験 は一 定 温 度 条件 の も と にお い て行. え るな らば,暗 黒 は光 の弱 い極限 と 理解 され るが,こ. なつ た..
(6) の 関 係 を 明 ら か に し た.. 1,実. 験 材 料 お よ び方 法. Fig.3に. 実 験 材 料 に は甘 藷 農 林2号 を 供 試 した.全 長13cm,. こ の 結 果 は,暗. 4葉 の 苗 を発 根 させ,発 育 の そ ろつ た 苗を 選 び,バ ー. 材 料 を 水 耕 液 で5日 た.実 の15℃ して,暗. 体 ず つ 移 植 し た.こ. で のC14の. 蓄積 は温 度. 所 で はC14‑labeIledsugarが. 大部. 分 根 へ 転 流 す る と 報 告 し た.Ne!sonandGorhamの. ミキ ュ ラ イ トと パ ー ラ イ トとを 混 合 して 入 れ たア ル ミ ニ ウ ム 製 ポ ッ トに1個. 示 し た よ う に,根. の 高 低 に か ＼わ ら ず 暗 所 に お い て 多 か つ た.. の. 間 生 育 させ 実 験 に 用 い. 験 は1960年7月12[にphytotron お よ び25。Cの. 恒 温 ガ ラス室 を使 用. 黒 区 は ビ ニ ー ル の 暗 幕 て 覆 い,明. は そ の 近 くに お い て 行 な つ た.前. 区. 処 理 と し. て,同 化 物 質 の 形 成 を 抑 え てsucrose‑Ci4の 転 流 を よ り 効 果 的 に な す た め に,実. 験 前 日は. 終 日 散 光 の 室 内 に お い た. Sucrose‑C14は. 最 もIliい 葉 の 裏面全面. 着 剤 を 含 ん だ 水 溶 液 と し て2μc与 sucrose‑Ci4を. 後 に処 理. 間 転 流 さ せ た 後 に 収 穫 し,植. 物 体 各 部 のradioactivityを 定 方 法 は 本 報1に 2.実. え ら れ た.. 与 え た 材 料 は30分. を 始め,12時. に展. 験. 測 定 し た.測. Fig. 3. Effect of light and temperature on the distribution of C14 in roots, stems, and leaves of a sweet potato, 1960. Per cent of radioactivity (cpm) of each plant part.. 準 じ た. 結. 果. 15℃ お よ び25℃. の も と で甘藷 の1葉 に. 与 え たsucrose‑Ci4の. 転 流 ・蓄 積 と 光 の 有 無 との 関. 係 を 植 物 体 各 部分 で のC14蓄 積 量 を比 数 で示 した, そ の結 果 をFig.3に. 示 した.. 根 で のC14蓄 積 割 合は15℃. 研究,6)お よび 放 射 性 同化 物 質 の 根 へ の 下 降 が 夜 間 に 多 くな る と報 告 したPristupaandKursanovの. 研. 究 結 果6)と 一 致 して い た.. お よび25℃. いずれの. 温 度条件下 に お いて もつ ね に 暗 黒 区 に お いて 高 くなつ. ま た,根 でのC14蓄. 積割 合 は温 度 の低 い15℃. で高. くなつ た。12・13・14)し か も,特 に暗 黒 状 態 下 で 明 瞭 に み. た.ま た,葉 で のC14蓄 積 割 合 は 光 の 有無 にかか わ ら. られ たが,温 度 が 高 い と根 へ の 転流 ・蓄 積 割 合 が 相対. ず温 度 の高 い25℃. 的 にへ り,反 対 に地 上 部 へ の そ れ が ふえ た.つ ま り温. で 高 くな り,根 で は逆 に温 度 の低. い15℃ で 高 か つ た.下 茎 で のC14蓄. 積 割 合 は同一 温. 度 が 高 い こ とは 転 流 の 効果 を お さえ る ものの よ うに み. 度 条 件 の も とで は 明区 で 高 くな つ た.上 茎 で のC14蓄. うけ られ た 。 す で に 本報1で み た よ うに,強 い 光 に は. 積割 合 は15℃. 炭 水 化 物 の 根 へ の転 流 ・蓄 積 を 抑 え る働 き が み ら れ. で は 暗 黒 区 で 高 く,25℃. で は明 区 で高. くなつ た. 3.考. た.こ の こと を併 せ 考 え るな らば,一 般 的 に,光 は炭 察. 本 報1で はC14の 転 流 ・蓄積 は 光が 強 け れ ば葉 に比較 的 多 く,光 の強 さの 減少 と と も に根 で のC14蓄 積 が 増 大 す ると い う結 果 を 得 た. 遮 光 に よ り光 の 強 さを 減 ず る と,輻 射 熱 の誠 少 か ら 一 般 ,温 度 が低 下 す る と考 え られ る.す で に,こ れ ま で の 諸 報告 で みて きた よ うに温 度 は 転 流 に著 しい 影 響 を お よ ぼ す 因 子で あ る.そ こで この 点 を除 去す る 目的 で一 定 温 度 条件 の も とで 光 の 有 無 とsucrose‑Ci4と. 水 化 物 の 根へ の転 流 ・蓄 積 を抑 え る働 きを もつ もので あ る と言 う ことで 出来 る. 4.摘. 要. 1)Phytotronの15℃. お よび25℃. 恒 温,恒 湿. の ガ ラス室 内を 使 用 し,各 室 に 暗 黒 区 お よび 明 区 の2 区 を も うけ た.こ の1戸にsucrose‑C14(2μc)を1葉 に 与 え た甘藷 を12時. 間入 れ,C14の. 転流 ・蓄 積 と光. の 有 無 と の関 係 を 研 究 した. 2)根. で のC14蓄. 積 割合 は15℃. お よ び25℃. いず. れ の 温 度 条 件 下 に お いて も 常 に 暗黒 区 に お い て 高 く.
(7) な つ た.. 時 間 処 理 した.実 験 は1961年7月12日. 3)葉. で のC14蓄 積 割 合 は 光 の有 無 にかxわ. 25℃ で 高 く,根 で は 逆 に 低 温 の15℃ III.ビ 流. らず,. 体 を 根 部 お よ び茎 葉 部 にわ け て,各. で 高 くな つ た.. ー トに お け るSucrose‑C14の. に行 な い,植 物 のradioactivity. を 測 定 した.測 定 は本報1に 準 じた.な お,実 験 当 日 の 気 象条件 は 薄 曇 りで照 度 は12,000〜15,0001uxで. 転 あ り,相対 湿 度 は75%で. 両 室 と もほs"同 じで あ つ た.. ・蓄 積 に お よ ぼ す 光 の 有 無 の 影 響 2.実. 本 報1に お い て は甘藷 でのsucrose‑C14の. 験. 結. 果. 転流と ピー1・の1葉 に 与え たsucrose‑C14の. 光 の 弥 弱 と の関 係 を 研究 し,光 が 弱 くな る と根 へ の 転. 転流 ・蓄 積. 流 ・蓄 積 が 増 加 す る ことを 明 らか に した.ま た,本報. と一 定 温度 条件 の下 で の 光 の 有 無 との 関 係 を 調 査 した. IIに お い て は一 定 温 度条 件 の 下 で の 光 の有 無 と転 流 ・. 結 果 がTable3お. よび4で あ る.. 単 位 乾物 重量 当 りのcount数. 蓄 積 と の関 係 を 遁究 し,光 の 無 い 場 合 に根 へ の 転 流 ・. は6時 間 転 流 させ た. 場 合 に は温 度,光 の 有 無 に か ＼わ らず 根 で 多 くな り,. 蓄 積 が よい こと を 明 らか に した.そ こで本報IIIに お い て は本 報1お よ びIIで 明 らか に した 結 果,即 ち,光 は. ま た,光 の 有無 にかNわ. 炭 水 化物 の 転 流 ・蓄 積 を 抑 え ると い う結 果 が 他 作 物 に. 方,12時間. もあて はま るか ど うか を 検 証 す る目 的で 冷 涼 作 物 の ビ ー トを 用 い て一 定 の温 度 条 件 下 で光 の有 無 と転 流 ・蓄. 17℃ で は暗 区 に お い て多 い が,27℃. 1個 体 当 りのcount数. 験 材 料 お よび 方法. さ9cmの. でのcount数. は. で は 明 区 で高 く. は6時. 間転 流 させ た 場合 に. は 温 度 に か ＼わ らず 地 上 部,地 下 部 と も に明 区 で多 く な り,12時. 実 験 材 料 に は ビ ー トG.W.359を 9cm,深. で 多 くな つ た.一. な つ た.. 積 と の関 係 を 追究 した. 1.実. らず27℃. 転 流 させ た 場 合 に は,根. 供 試 した,直 径. 間 転 流 させ た 場 合 に は,17℃. 地 下 部 と もに 暗 黒 区 で多 く,27℃. ア ル ミニ ウム製 ポ ッ トに上1}/壌 土を. で は地 上 部,. で は 明 区 で 多 くな. つ た.. 入 れて 播 種 し,木 村 氏 畑 作 水 耕 液 で生 育 させ1本 立 て. 次 に,光 の有 無 とC14蓄 積 との 関 係 を 明 瞭 にす る た. と した.こ の 中 か ら生 育 の そ ろつ た6葉 期 の もの を え. め に地 上部,地 下 部 のC14蓄 積 量 を 比 数 で 示 した.そ. らび実 験 に 用 い た.Sucrose‑C14は. 第1本 葉 の1枚 の. の 結 果 をFig.4に. 先 端 か ら1/3の 葉 身裏 面 に展 着 剤 を含 ん だ水 溶 液 と し. 転 流 時 間6時間. て2μc(50μ1)与 材 料 は27℃. え られ た.Sucrose‑C14を. で 明所 に30分. 17℃ お よ び27℃. 27℃ と も根 で のC14蓄 のC14蓄. お い た後 にphytotronの. 3. Effect from one. 流 時 間12時. 間 の場 合 で は17℃. の根 で の. C14蓄 積割 合 は暗 黒 区 で 高 く,葉 で は 明 区で 高 くなつ. るい は12. of light and temperature leaf to the other parts. および. 積割 合 は暗 黒 区 で 高 く,葉 で. 積 割合 は 明区 で 高 か つ た.. 一 方 ,転. の 恒温 ガ ラス室 を 使 用 し,暗 黒 区 は. 暗 幕 で 覆 い,明 区 は その まsの 状 態 で6あ Table. 与え た. 示 した. の 場合 に は 明 らか に17℃. of. on the a sugar. translocation beet, 1961.. of. sucrose-C14.
(8) Table 4. Effect of light and temperature on the translocation of sucrose-C14 from one leaf to the other parts of a sugar beet, 1961. (cpm/plant). た.27℃ つ た.6時. で は 明 暗両 区 で はほぼ 同 じと な 間 お よび12時. 間の 転流 時間で. 共 通 の現 象 は同 じ温 度 条件 の 下 で は暗 黒 区 にお い て は根 でのC14蓄. 積 割 合 が 高 くな. り,明 区 で は 地上 部 で高 くな つ た. 3.考 Fig.4に. 察 示 す よ う に,同. 下 で は根 のC14蓄. 一温度条件の. 積 割合 は暗 黒区 で 高 く,. 地 上 部 の それ は 明区 で高 くな つ た.こ の現 象 は本報1お. よ びIIで 明 らか に した光 は炭. 水 化 物 の 根へ の転 流 ・蓄 積 を 抑 え る働 きを. Fig. 4. Effect of light and temperature on distribution of C14 in top and root of a sugar beet following a 6-hr. and 12-hr. translocation periods, 1961. Per cent of radioactivity (cpm) of top and root.. もつ とい う ことを 支 持 した.ま た,大 豆 に お いて 明 所 で は葉 にC14が 多 く蓄積 し,暗 黒 で は 根 に多 く蓄 積 した と 報 告 したNel一 sonandGorhamの. 結 果8)と も よ く一 致 した.従. つ. て,根 物 体 の 地 下 部 へ の炭 水 化 物 の 転 流 は 暗黒 に お い て盛 ん に な る こと が植 物 一 般 にみ られ る現 象 で あ ろ う. 後 に植 物 体 内で のCl4を. 測定 し,C14の. 転 流 ・蓄 積 と. 光 の 有 無 との 関 係 を 研 究 した. 2)転. 流 時 間6時 間 の場 合 にお い て は,根 で のC14. と思 わ れ る.根 で のC14蓄 積 割 合 は 時 間経 過 と と も に. 蓄 積 割 合 は17℃. 増大 し,葉 か らの 転 流 と と もに根 で の 蓄 積 が 増 大 し. 葉 で のC14蓄 積 割 合 は 明 区 で高 くな つ た. 3)転 流 時 間12時 間 の 場合 に おい て は,17℃. た.し か しな が ら,27℃ に お いて は17℃. におけるよ. お よび270Cと. も に暗 黒 区 で高 く, では. りこ の傾 向が お と り,27℃ の 暗 黒 区 で は根 の蓄 積 割 合. 根 でのC14蓄 積 割 合 は暗 黒 区 で 高 く,葉 で の それ は 明. は時 間 経 過 とと もに低 下 した.こ れ はTable4の1個. 区 で 高 くな つ た.27℃ つ た.. 体 当 りの根 で の蓄 積 量 か ら検 討 して,一 度 根 に 転 流 して き たC14が 再 び 地 上 部 へ 移 動 した た め と考 え ら れ る. 4.摘. IV.要. で は 明培 両 区 で ほ ゴ 同 じで あ. 約. 甘 藷 お よび ビー トに お け る物 質 の 転 流 ・蓄 積 と光 の 強 弱,並 び に光 の 有無 との 関 係 をsucrose‑Ci4を. 要. 用. い て 究 明 した. 1)Phytotronの17℃. お よび27℃. 恒 温,恒 湿 の. ガ ラス 室 内 を使 用 し,各 室 に暗 黒 区 お よ び 明 区 の2区 を も うけ た.こ の 中 にsucrose‑Ci4(2μc)を1葉. に. 与 え た6葉 を もつ ビー トを入 れ,6時 間 お よ び12時 間. 光 の強 さを遮 光 に よ り3段 階 に か え た 中 に,1葉 sucrose‑C14を与え. た 甘 藷 を 入 れ,12時間. に. 転 流 させ. た.そ の 結 果C14は 主 と して根 に転 流 す る こと がわ か つ た.根 で のC14蓄 積 割 合 は 光 の減 少 とと も に順 次 増.
(9) 加 し,弱 光 度 区 で はtotalactivityの. 約70%が. 根. cation in the. に蓄 積 した.し か し,葉 で のC14蓄 積 割 合 は 根 と は逆 に光 の減 少 とと もに順 次 誠 少 した. 一 甘藷 を一 定 温 度 条 件(150Cお よ び25℃)下 間保 ち,1葉. に 与え たsucrose‑Ci4の. C14蓄 積 割 合 は温 度 に かxわ. J. Botany 37 : 431-438. 1959. 9. Nelson, C. D. and P. R. Gorham ical control of the distribution. に12時. 植物体内での. 転 流 ・蓄 積 と光 の 有 無 との 関係 を 究 明 した.根. での. 高 温 で は 暗所 で 高か つ た.ま た,ビ ー トを一 定 温 度 条 お よび25℃)下. つ て,1葉. に6時間. お よび12時. に与 え たsucrose‑C14の. 間保. 植 物 体 内 での 転. 1959. 10. Parker, Influence. 部 での. C14蓄 積 割 合 は 同 じ温度 条件 下 で は 時 間 に かxわ. 12.関. らず. II. A. Borthwick : plant growth. Ann.. Am. J. Botany. 岡. 行:甘. 13.関. 岡. The use studies. 32 : 349 -356. 1945.. 藷 に お け るSucrose‑C14の. 蓄 積 に お よ ぼ す 温 度 の 影 響.日 1961.. いず れ も暗 所 で 高 かつ た.茎 葉 部のC14蓄 積 割合 は6 時 間 の転 流 で は両 温 度 と も光 の あ る状 態 で 高 かつ た.. M. W. and of light on. Rev. Plant Physiol. 1 : 43 58. 1950. 11. Rabideau, G. S. and G. 0. Burr : of C13 isotope as tracer for transport in plant.. 流 ・蓄 積 と光 の 有 無 との 関係 を 究 明 した.根. : Physiologof translo-. cation amino acid and amides in young soybean plants. Can. J. Botany 37 : 439-447.. らず い ず れ も暗所 で高 か. つ たが,葉 で のC14蓄 積割 合 は低 温 で は 明所 で 高 く,. 件(17℃. of C14-labelled amino acid and amides stems of young soybean plants. Can.. 行:2・3根. 転流 ・. 作 紀30:27‑30.. 葉 類 に お け る 同 化 物質 の転. 流 ・蓄 積 に お よ ぼ す 環 境 要 素 の 影 響.1.物. 質 の. 転 流 ・蓄 積 と気温 お よ び 地 温 と の 関 係.九. Literature 1. Bidduluph, of. 0. and. translocation. cited. 芸 言占.20:107‑118.1963. 14.関 岡 行:2・3根. R. Cory. in the. : An. phloem. analysis. of the. composition don dactylon 3. Curtis, duction New. Cyno1959.. rates.. Ann.. Bot.. and light factor ment of sugar environment. 18. Van Slyke,. 6. Kursanov,. of 14carbon dioxide by Bot. 23 : 403-508. 1959.. A. L. : Recent. advances. physiology in the U. S. S. R. Ann. Physiol. 7 : 401-436. 1956. 7. Masson, T. G. and E. J. Maskell on the transport of carbohydrate. The influence of light quality upon the growth. : Studies in the. Aronoff. : Metabolism. of soybean leaves. IV. Translocation soybean leaves. Arch. Biochem. Biophys. 383-398.. Rev. Plant. Agr. Jour. 44 : 66-73. 1952. D. D., J. Plazin and J. R. Weisi-. 304. 1951. 19. Vernon L. P. and S.. a. in plant. on the growth and developbeet in controlled climatic. ger : Reagents for the van Slyke-Folch wet carbon combution. J. Biol. Chem. 191 : 299-. n. s. 10 : 305-338.. 5. Jones, H., R. V. Martin and H. K. Porter : Translocation of 14carbon in tabacco following assimilation single leaf. Ann.. H. L. : and light. Translocation of sugar in concord grape. Plant Physiol. 33 : 33-37. 1959. 17. Ulrich, A. : The influence of temperature. 1950.. 4. Goodall, D. W. : The distribution of weight change in the young tomato plant. II. Changes in dry weight of seperated organs and translocation 1946.. 大 農 学 芸 誌.20:119‑130,1963.. 15. Shirley, intensity. of plants. Am. J. Botany 16 : 354-390. 1929. 16. Swanson, C. A. and E. P. H. El-Shishing :. 0. F. and D. G. Clark : An introto plant physiology. McGraw-Hill,. York,. 質. の 転 流 ・蓄 積 と植物 体 内 の 部 分 温 度 と の 関 係.九. bean. reduction upon and chemical. of coastal bermudagrass Agr. Jour. 51 : 537-542.. 葉 類 に お け る 同 化物 質 の. 転 流 ・蓄 積 に お よ ぼ す 環 境 要 素 の 影 響.II物. plant using THO, P32 and C14. Plant Physiol. 32 : 608-619. 1957. 2. Burton, G. W., J. E. Jackson and F. E. Knox : The influence of light the production, persistence. 大農学. from 36 :. 1952.. 20. Went, F. W. : Plant growth conditions. III. Correlation. under controlled between various. physiological processes and growth in plant. Am. J. Botany 31 : 597-618. 1944. 21. Zimmerman, M. II. : Transport in. cotton plant. Ann. Bot. 42 : 189-253. 1928. 8. Nelson, C. D. and F. R. Gorham : Translo-. phloem. 1960.. Ann.. Rev. Plant. Physiol.. of light by mean. on the translocation in the of isotop trucer technique,. sweet. potato. plant,. Ipomoea. the. 11 : 167-190.. Summary The influence has been studied. the. Batatus. Lam,.
(10) Sucrose-C14 applied on a single leaf of a sweet potato was translocated mainly into the root when the plant was exposed to light of different intensity, for 12 hours (40,000, 12,100, 2,800 lux at noon). The C14 accumulation rate in root increased with decreasing light intensity and was much higher at the lowest light intensity and these rates in leaves increased to parallel light reductions. The C14 accumulation rate in root of sweet potato was greater in darkness than in daylight at 15°C and 25'C and was rather greater at 15°C than at 25'C, while those rate in leaves was greater at 25°C than at 15°C in darkness and daylight. When sugar beet was held in darkness and daylight under condition of constant temperature (17°C, 27°C), the C14 accumulation rate in the roots was greater in darkness than in daylight for 6 and 12 hours, whereas those of leaves were greater in daylight than in darkness..
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