東大，C4・C3植物の光合成能力を明らかに

東京大学の研究グループは，C₃植物，C₄植物，それらの中間型を含むフラベリア属植物8種，イネ科植物2種の光合成特性を比較調査し，弱光から強光に変化した際，C₄植物，中間型，C₃植物の順に素早く光合成が立ち上がることが分かった（ニュースリリース）。

光合成は作物の収量を大きく左右する。特に，高温・乾燥地域に適応しているC₄植物は，C₃植物には無い機能を持っている可能性があるため，C₄植物の光合成の特徴を理解することは非常に重要となっている。

そこで研究グループは，C₃植物，C₄植物，それらの中間型を含むフラベリア属植物8種と，イネ科植物2種を栽培し，ガス交換測定装置を用いて，それぞれの光合成特性を測定した。CO₂濃度を徐々に変化させながら光合成速度を測定した結果，CO₂濃度が800μmol mol^-1以下では，フラベリア属・イネ科植物ともにC₄植物がC₃植物よりも優れた光合成速度を発揮することが分かった。

次に，現在の大気CO₂濃度に近いCO₂濃度400μmol mol^-1および，CO₂濃度が上昇した大気を模倣したCO₂濃度800μmol mol^-1の2種類の環境下において，暗黒状態から一定の強光を照射した光合成誘導の解析を行なった。

そして，光合成速度，気孔コンダクタンス，電子伝達速度が最大値の50%値に到達するまでに要した時間（=t50）と最大値の90%値に到達するまでに要した時間（=t90）を導出し，比較を行なった。

結果として，CO₂濃度400μmol mol^-1では，フラベリア属においてはC₄植物，C₄-like植物，C₃-C₄中間型植物，C₃植物の順で，イネ科植物においてもC₄植物，C₃植物の順で，光合成速度と気孔コンダクタンスの素早い上昇がみられた。CO₂濃度800μmol mol^-1では，C₄植物の優位性は見られなかった。

また，得られたデータから，CO₂濃度400μmol mol^-1において光合成速度のt90とCO₂補償点，気孔コンダクタンスのt90とCO₂補償点，光合成速度のt90と気孔コンダクタンスのt90の間には，それぞれ相関関係があることが判明した。さらに，C₄植物はCO₂濃度に依存せず，常にC₃植物より優れた水利用効率を示すことも明らかになった。

これらのことから，C₄植物の素早い光合成誘導や乾燥に強いという特性は，進化の過程で獲得したCO₂濃縮機構や素早い気孔応答に起因することが示唆された。研究グループは，これから人類が直面する地球温暖化，気候変動などの問題を解決するための重要な研究成果だとしている。