乾燥時の光合成を促進するものは何か？光合成と弾性のトレードオフから見たコケやその他の異常者たち

What drives photosynthesis during desiccation? Mosses and other outliers from the photosynthesis-elasticity trade-off.

• Alicia V Perera-Castro
• Miquel Nadal
• Jaume Flexas

抄録

維管束植物では、より硬い葉は、より低い光合成能力と関連しており、これはメソフィル全体でのCO2拡散の低さと関連しており、間接的に光合成能力(An)とバルク弾性率(ε)の間のトレードオフをもたらしている。しかし、我々は、コケ、肝草、Chara sp.といくつかのリコフィテ、シダを評価した結果、これらは明らかにAn-ε関係の外れ値として振る舞うことを発見した。にもかかわらず、維管束植物と非維管束植物を一緒にプロットすると、ストマタ（能動的または加水分解的に制御されている）を持つ種とストマタを持たない種の両方で、葉の構造に関係なく、乾燥時の純光合成の停止をεが線形に決定していた。後者の結果は、乾燥や水ストレスに対する光合成反応に関する我々の現在の見解を覆すものである。構造的特徴と水和戦略は、乾燥時のAn-εとAnの完全停止の間の一般的な線形依存性と同様に、これらの種のAn-εのトレードオフからの脱落の可能性の説明として議論される。

In vascular plants, more rigid leaves have been linked to lower photosynthetic capacity, linked to low CO2 diffusion across the mesophyll, indirectly resulting in a trade-off between photosynthetic capacity (An) and bulk modulus of elasticity (ε). However, we evaluated mosses, liverworts, Chara sp. plus some lycophytes and ferns and found that they behaved as clear outliers of the An-ε relationship. Despite it, when vascular and non-vascular plants were plotted together, ε still linearly determined cessation of net photosynthesis during desiccation both in species having stomata (either actively or hydro-passively regulated) and in species lacking stomata, and regardless of their leaf structure. The latter result challenges our current view of photosynthetic responses to desiccation and/or water stress. Structural features and hydric strategy are discussed as a possible explanation of the desertion of these species from the An-ε trade-off as well as for the general linear dependency between ε and full cessation of An during desiccation.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Experimental Biology. All rights reserved. For permissions, please email: journals.permissions@oup.com.