교토대학 농학연구과의 오노다 유스케 조교를 중심으로 하는 국제연구팀은 세계 각지에서 조사된 다양한 식물에 관한 연구결과를 집약·정사하여 긴 수명에 필요한 튼튼한 구조와 세포벽이 광합성 효율을 저하시키는 메커니즘을 세계에서 처음으로 밝혔다.

 우리 몸의 주위에는 도로의 잡초에서 겨울에 잎을 떨어뜨리는 낙엽수, 연중 잎을 가진 상록수 등 다양한 식물이 있다.일반적으로 장수의 잎만큼 두껍고 광합성을 행하는 조직이 많지만 광합성 속도는 높지 않다.이 「장생의 잎일수록 광합성의 효율이 낮다」라고 하는 룰은 세계 공통이지만, 그 원인은 불명했다.

 이번에 일본, 오스트레일리아, 독일, 에스토니아의 연구자가 세계 각지의 식물 데이터, 특히 잎의 해부학적 구조와 영양 분배 정보에 관한 데이터를 집약하여 1000종이 넘는 신규 데이터베이스를 구축했다.

 분석 결과, 장수명의 잎은 세포벽이 많기 때문에, 많은 양분이 세포벽에 분배되어, 광합성을 행하는데 필요한 광합성 단백질에의 분배 비율이 저하되는 것을 알았다.또한, 세포벽이 두껍기 때문에, 엽록체로의 이산화탄소 공급의 효율이 저하되고, 광합성 효율이 저하되는 것이 밝혀졌다.즉, 견고한 구조와 효율적인 광합성 시스템은 양립 할 수 없습니다.식물의 진화의 역사에 있어서, 광합성의 효율을 올릴까 장생하는가 하는 자연 선택이 일함으로써, 단기간에 높은 광합성을 실시하는 단명한 식물(풀 등)과, 광합성 효율은 낮지만 장생하는 식물(상록수 등)으로 분화해 왔다고 생각된다고 한다.

 이번 연구는 잎의 형질다양성의 원리를 밝히고 식물의 다양성을 이해하는 데 도움이 된다.또한 식생의 변화 예측이나 식물 육종에 있어서의 기초적 지견으로서 공헌할 것이 기대된다.

교토

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대학 저널 온라인 편집부

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