4. 광합성 활성을 높이려면

  팔레높시스의 CO₂흡수를 높이는데는 어떠한 방향으로 제어하여 나가면 좋다는 구체적인 실험 예는 찾아보기 어렵다.
  여기서는 우선 CAM형 광합성 본래의 CO₂의 흡수(야간의 CO2의 흡수)를 높히는 방법과, C3형의 CO₂의 흡수(주간의 CO₂의 흡수)를 높이는 방법이 고려된다.

  전자에 대해서는 CAM형 광합성의 용량을 규정하고 있는 원인을 개선하는 방향이고 다음과 같은 사항이 고려되어야 한다.
  PEPCase의 활성을 높이고, 액포에 유기산이 잘 저장되도록 한다. 따라서 엽육세포 속의 액포 용량이 증가하도록 노력하고, 주간의 유기산 분해로부터 그 후의 CO₂ 고정이 원활하게 진행되도록 한다. 주간의 후반에 행하는 페이스4의 CO₂ 흡수는 C3형과 같은 흡수가 일어나고 있는 것으로 생각되지만 기공의 열림 정도 등에 규정되기 때문에 CO₂의 흡수는 낮은 수준에 머물러 효율이 나쁘다. 여기서 이 페이스4의 고정이 시작되기 전에 밤이 되어 버리는데, 카노(狩野, 1992) 등은 야간의 CO₂를 효율 좋게 높일 수 있는 방법을 보고한 바 있다. 즉 1일의 길이를 짧게 인위적으로 조절하여 밤의 흡수 빈도를 높이는 것으로 시간당 CO₂ 흡수량이 증대되는 것이 된다. 그러나 이것을 실현하기 위해서는 일장을 완전하게 인공적으로 제어하여야 하므로 환경조건을 완전하게 제어할 수 있는 설비가 필요하게 되는 점의 문제가 있다.

  후자의 C3형을 강화하는 방향에 대해서는 다음과 같은 사항이 고려된다.   CAM형 광합성은 전술한 것과 같이 일단 고정된 CO₂를 유기산의 형태로 액포 중에 저장하기 때문에 효율이 나쁘고, 액포의 저장용량에 따라 제한을 받는다. 그러므로 C3형의 고정이 이루어지도록 하여 그것을 높인 쪽이 효율은 좋게 될 것으로 생각된다. 그러나 팔레높시스의 경우 유전적으로 CAM형 광합성이 결정되거나, 재배조건 등에 의해 간단히 C3형으로 변경 가능한 것은 아니다. 장래적으로는 육종 등에 의하여 C3형광합성을 행하는 팔레높시스를 선발하거나 형질을 도입하여 나가면 빠른 생육이 실현될지도 모르겠다. 단 앞에 나타난 것과 같이 광 강도를 높이는 것이나 일장을 길게 하는 것에 의해 주간의 고정은 전체로부터는 적으면서도 높게되는
점으로부터 이 들의 환경조건을 잘 설정하면 광합성에 의한 CO₂흡수의 효율을 개선할 수 있을 것이다.

  C3형 광합성에서는 CO₂시비에 따라 광호흡이 억제되어 광합성 활성이 높아지는 것이 알려져 있다. 그러나 CAM식물의 경우에는 CO₂시비의 효과를 기대하는 것은 많은 문제가 있다. 첫째로 야간에 CO₂가 흡수되지만 그 시기에 관여하고 있는 효소는 CO₂가 낮은 농도에서도 고정능이 있는 PEPC이다. 따라서 이 과정에서는 광호흡은 없고 CO₂농도가 높아지지 않더라도 고정할 수 있는 것으로 생각된다. 더욱이 주간은 세포 내에 높은 농도로 CO₂가 발생하고 기공도 닫혀서 대기 중의 CO₂농도가 높아져도 관계없는 것으로 된다. 둘째, CO₂고정 후의 유기산의 저장량 쪽에 오히려 한계가 있고 야간의 CO₂고정의 조건만을 정비하여도 한계 이상으로는 저장할 수 없다고 하는 것이다. 셋째, 주간은 거의 기공을 닫고 있기 때문에 효과를 기대할 수 없다. 그러나 주간에 기공을 열어 주로 C3형에 의한 CO₂흡수를 행하고 있는 페이스 4에 한해서는 CO₂시비의 효과가 있을 가능성이 있으므로 주간의 CO₂흡수가 상대적으로 많이 행하여지도록 하는
경우에는 CO₂시비의 효과가 기대된다.

  실제의 연구보고에서는 야간의 CO₂시비에 따라 개화 촉진효과가 있다는 보고가 있는 한편 생육에 대한 효과는 거의 나타나지 않았다고 하는 보고도 있어서 보다 상세한 검토가 요망된다.
= 계속 =