CO2の上昇は、干ばつストレスのあるトマトの苗における気孔のホルモン調節の変化を誘発します

大気中のCO2レベルは上昇しており、その結果、気候変動は干ばつイベントの増加を引き起こしています。さらに、CO2レベルは、植物のストレスに対する生理学的反応の変化を誘発することが知られています。外因性メラトニンは、干ばつを含む非生物的ストレスに対する植物の反応に役割を果たすことが示唆されています。メラトニン処理および未処理のトマト植物の周囲および上昇したCO2レベル（ACO2およびECO2）での生理学的干ばつストレス応答を調査し、ホルモン調節との光合成（WUELEAF）および気孔コンダクタンス（GS）の水使用効率の効果を結びつけることを目的としています。気孔の。ECO2で栽培されたトマトは、植物レベル全体での干ばつの進行中に、灌漑植物と干ばつストレスの両方の植物の水使用を減少させました。これはまた、灌漑および干ばつに重点を置いた植物を介してECO2でのWUELEAFのCO2に影響を受けた増加にも反映されていました。これらのCO2誘発効果は、気孔密度やサイズではなく、気孔の閉鎖と気孔孔面積の減少によって媒介されました。アブシジン酸（ABA）とその共役型ABAグルコースエステル（ABA-GE）は、ACO2の干ばつストレスで増加しましたが、ABA-GEのみがECO2で増加しました。それどころか、サリチル酸（SA）は、ACO2よりもECO2の干ばつストレスで大きく増加しました。メラトニン治療は、気孔調節に影響を与えませんでした。我々の発見は、干ばつ中の気孔調節におけるホルモンエフェクターのバランスのECO2が変化し、IT ABAからSA調節にシフトし、ABAだけでなくホルモン相互作用の観点からECO2での気孔反応を考慮することを示唆していることを意味します。

The atmospheric CO2 level is rising, and the consequent climate change is causing an increase in drought events. Furthermore, the CO2 level is known to induce changes in the physiological responses to stress in plants. Exogenous melatonin is suggested to play roles in the response of plants to abiotic stresses, including drought. We investigated physiological drought stress responses at ambient and elevated CO2 levels (aCO2 and eCO2) of melatonin-treated and untreated tomato plants, aiming to link effects of water use efficiency of photosynthesis at (WUELeaf) and stomatal conductance (gs) with the hormonal regulation of stomata. Tomatoes grown at eCO2 had reduced water use of both irrigated and drought stressed plants during the progression of drought at the whole plant level. This was also reflected in a CO2-affected increase in WUELeaf at eCO2 across irrigated and drought-stressed plants. These CO2-induced effects were mediated through stomatal closing and reductions in stomatal pore area rather than stomatal density or size. Abscisic acid (ABA) and its conjugated form, ABA glucose ester (ABA-GE), increased at drought stress in aCO2, while only ABA-GE increased at eCO2. Contrary, salicylic acid (SA) increased to a greater magnitude at drought stress in eCO2 than aCO2. Melatonin treatment showed no effects on the stomatal regulation. Our findings imply that eCO2 changes in the balance of hormonal effectors in stomatal regulation during drought, shifting from it ABA to SA regulation, suggesting to consider stomatal reactions at eCO2 in a perspective of a hormonal interplay rather than only ABA.