強光下での光合成速度の律速段階は、低CO₂濃度ではRuBPカルボキシル化反応、高CO₂濃度ではRuBP再生反応である。このことから、高CO₂環境ではRuBP再生系への窒素分配比率を増加させた方が、より効率よく光合成を行えると考えられている。本研究室で行われた先行研究において、天然CO₂噴出地周辺でガス交換測定を行ったところ、高CO₂域に生息するオオイタドリでは、通常CO₂域に生息するオオイタドリよりも、RuBP再生能力/カルボキシル化能力の比が高いことが示された。従って、このオオイタドリでは高CO₂濃度での生育によってRuBP再生系への分配が上昇し、窒素あたりのRuBP再生能力が高くなり、高CO₂環境下での光合成の窒素利用効率が上昇する、という仮説が立てられる。一方で、RuBP再生能力やカルボキシル化能力の変化は酵素の活性調節によりもたらされる可能性もあるため、窒素分配の変化を伴っていないかもしれない。

本研究では先行研究で使用されたオオイタドリ集団のうち生息CO₂環境ごとに2集団ずつ、計4集団から採取された種子を使用し、これらを2種類のCO₂濃度で生育させてガス交換の測定および各タンパク質量の評価を行った。

その結果、生育CO₂濃度に依存した能力バランスの変化が観察された。しかし、この変化の有無は集団によって異なった。ただし、現地の生息CO₂環境による違いは見られなかった。能力バランス変化が起こった集団でもその変化はそれほど大きくなく、光合成の窒素利用効率に大きな違いは見られなかった。RubiscoとRuBP再生系への窒素分配は、全集団に共通して高CO₂濃度による影響を受けなかった。これらの結果は、高CO₂環境でのRuBP再生能力とカルボキシル化能力間のバランス変化は酵素の活性調節によりもたらされることを示唆している。