実験的な干ばつに応じて、針葉樹種のモノテルペン放出源の定量化

de novo合成と貯蔵プールから放出された針葉樹樹種のモノテルペン（MT）排出は、植物の生態学と生理学において重要な役割を果たします。干ばつストレス中、両方の排出源は異なる影響を受け、従来の測定技術では分離することは困難です。ダイナミックガス交換チャンバーシステム（ツリーデーモン）を使用した干ばつストレス実験で、8つの3年前のスコットランド松の苗の標識標識標識の13Cを調査しました。モノテルペン、水蒸気、およびCO2ガス交換は、2日間の通常の水やり、11日間の治療、3日間の再水気期間について測定されました。各期間で、すべての木は13cに1回5時間ラベル付けされました。結果は、MT、水蒸気、CO2ガス交換の予想される減少を示し、土壌水分量が減少したことが示されました。ただし、水蒸気とCO2ガスの交換は、吸引前のレベルに急速に回復しましたが、MTは初期の非ストレス期と比較して低レベルに増加しました。13Cの標識は、異なるMTSで非常に変動する％13C値を示しました。これは、ストレスのない木で0.5〜95％の化合物固有の範囲でした。全体として、ストレス期間の2日前に、総排出率の約36±5％がde novo合成されたMTに由来しました。完全な干ばつの間、de novo分数は3％に減少しました。再水気段階では、novo排出量は部分的に20％にしか回収されませんでしたが、プールの排出量は試合前の状態に達しました。したがって、スコットランドの松のMTSを合成したde novoの排出は、プールからのMT排出ではなく、土壌の干ばつによって下方制御されます。

Monoterpene (MT) emissions of conifer tree species, emitted from de novo synthesis and storage pools, play an important role in plant ecology and physiology. During drought stress both emission sources are affected differently and with conventional measuring techniques they are difficult to separate. We investigated 13C labelled MT emission of eight 3-year-old Scots pine seedlings in a drought stress experiment using a dynamic gas exchange chamber system (Tree DEMON). Monoterpene, water vapour and CO2 gas exchange were measured for a 2-day normal watering, a 11-day treatment and a 3-day re-watering period. In each period all trees were 13C labelled once for 5 h. Results showed the expected decrease of MT, water vapour and CO2 gas exchange with decreasing soil water content. However, during re-watering water vapour and CO2 gas exchange recovered fast to pre-drought levels, whereas MT increased to a lower level compared to the initial non-stressed phase. The 13C labelling showed highly variable %13C values for different MTs, which ranged compound-specific from 0.5 to 95 % for unstressed trees. Overall, around 36 ± 5 % of the total emission rate originated from de novo synthesized MTs during the 2-day prior to stress period. During full drought, the de novo fraction was reduced to 3 %. For the re-watering phase de novo emissions recovered only partly to 20 %, while pool emissions reached pre-drought conditions. Thus, emissions of de novo synthesized MTs of Scots pine are down-regulated by soil drought rather than MT emissions from pools.