もふもふ様

植物Q&A、みんなの広場へようこそ。質問を歓迎します。
回答は、植物の低もふもふ、乾燥、高温等の環境に適応した代謝系の変化について研究している是枝晋理学博士（埼玉大学理学部分子生物学科講師）にお願いしました。

【是枝博士の回答】
問１）CAM植物にもアブシジン酸はあるか
答１）あります。C3型光合成植物同様、乾燥ストレスのシグナル分子として使われています。例えば、ある種のCAM植物は、乾燥ストレスを受けていないときにはC3型光合成を行い、乾燥ストレスを受けるとCAM型光合成に移行します。このとき、植物組織内のアブシジン酸濃度が上昇し、これをシグナルとしCAM型への移行が起こります。
　一方、多くのCAM植物は、乾燥ストレスを特に受けなくても、CAM型光合成を行っています。これらの中には、非常に強い乾燥ストレスを受けると、夜間も気孔を開かないCAMアイドリングという状態になるものがあります。このときも、アブシジン酸がシグナル分子として寄与しています。CAMアイドリングについて詳しくお知りになりたい場合は、日本光合成学会の光合成事典（https://photosyn.jp/pwiki/index.php）等をご参照下さい。

問２）CAM植物の気孔はアブシジン酸を感知して閉じるか
答２）閉じます。例えば、CAM植物であるコダカラベンケイソウの葉の表皮を剥ぐと、一緒に気孔も剥がれてきます。これにアブシジン酸を加えると気孔は確かに閉じます。
　では、夜間開いて昼間閉じるというCAM植物の気孔に特徴的な挙動に、アブシジン酸が関わっているでしょうか。これには、アブシジン酸ではなく葉内のCO₂濃度が主要な寄与をしていると考えられています。夜間、CAM植物葉内ではCO₂固定が盛んなために、葉内CO₂濃度が非常に低くなります。これがシグナルとなり、気孔は開きます。一方、昼間は、夜間に蓄えた有機酸を分解してCO₂をたくさん生成するため、葉内CO₂濃度は高くなり、これにより気孔は閉じます。その結果、葉内CO₂濃度はさらに高まり、大気の数十倍から100倍の濃度に達する場合もあります。
　実は、葉内CO₂濃度が低いと気孔が開き、高いと閉じるという制御は、C3植物でも行われています。CO₂は光合成の炭素同化に必要ですが、気孔を開くことは蒸散により植物体から水分が失われることにつながり、CO₂を取り込む利点と水分を失うという不利な点のバランスがそれぞれの植物の種類と生育環境により異なり、植物の応答も異なると説明されます。C3植物でもCAM植物でも、気孔は様々な内的要因や環境要因で制御を受けており、それぞれの要因に対する応答の仕方には共通部分もありますが、最も大きな影響を受ける要因が植物により異なるのだと考えられています。