Effects of 5-Aminolevulinic Acid on Physiology and Quality of Potted Carnations under Low Light Intensity

Abstract

Physiology of potted carnations under low light intensity was evaluated in order to improve their postharvest quality. Light compensation points of single leaves were estimated at photosynthetic photon flux density (PPFD) of 10.3 and 12.9 µmol・ m −2 ・s −1 for 'My fair lady' and 'Scarlet', respectively. Fv/Fm, φPSII and chlorophyll concentration in the leaves remained high under 120 µmol・m −2 ・s −1 PPFD (16 h of light) but were significantly decreased under 10 µmol・m −2 ・s −1. Under 10 µmol・ m −2 ・s −1 PPFD, concentrations of sugars and anthocyanin in petals decreased. Moreover, development of flower buds and unfolding of flowers were suppressed and thus potted plant longevity was short at a low light intensity. These findings suggested that low light intensity less than light compensation point resulted in a low photosynthesis rate, shortage of sugar accumulation, and reduced longevity of potted plants and florets. In 'Scarlet' maintained under 10 µmol・m −2 ・s −1 , treatments with 30 ppm 5-aminolevulinic acid (ALA) alleviated the decrements of chlorophyll concentrations and φPSII, and thereby slightly improved the numbers of unfolded flowers, and longevity of florets and potted plants. In 'My fair lady', treatments with 30 and 150 ppm ALA significantly prolonged the longevity of potted plant under 5 µmol・m −2 ・s −1 (24 h of light). In 'My fair lady', treatments with 30 ppm ALA alleviated the decrease in chlorophyll concentration but did not affect either the photo-synthesis rate or light compensation point under 15 µmol・m −2 ・s −1 (12 h of light). Key Words：chlorophyll, φPSII, Fv/Fm, light compensation point, longevity キーワード：Fv/Fm，φPSII，光補償点，日持ち，クロロフィル 緒 言 鉢花カーネーションは母の日を中心に約 500 万本が出回 り（農林水産省，2007） ，流通段階および販売後の消費者の 下での品質維持が課題となっている．鉢花の品質低下の原 因として，輸送時や観賞時の弱光による光合成量の低下， エチレンの作用，温度変化などが挙げられる（Reid, 1985; 須田，2003） ．鉢植えのデルフィニウムにおいては，光合成 有効光量子束密度（PPFD）7 µmol・m −2 ・s −1 で光合成によ る二酸化炭素の吸収よりも呼吸の方が多く，がく片の糖含 量が低く，エチレン生成量が増加し，結果として日持ちが 短くなることが報告されている（Tanase ら，2005） ．しかし， 鉢花カーネーションの品質と光強度との関係に関する報告 は少ない． 5-アミノレブリン酸（ALA）はクロロフィルやヘムなど のテトラピロール化合物群の生合成における前駆体であり （西原ら，2001） ，通常，植物体中の ALA 濃度は 50 nmol・ g −1 FW 以下に維持されている（Stobart・Ameen-Bukhari, 1984） ．植物に高濃度の ALA を与えて光を照射するとクロ ロフィル生合成中間体の光増感作用により一重項酸素が発 生して植物に障害を与えることから，除草剤としての応用 研究が行われてきた（Chakraborty・Tripathy, 1992; Kittsteiner ら，1991） ．しかし，低濃度の ALA を処理した植物では， むしろクロロフィル含量が増加し，二酸化炭素固定能力が 2007 年 4 月 24 日 受付．2007 年 8 月 16 日 受理． 本研究は科学技術振興機構（JST）のシーズイノベーション化事 業の一環として行った．