大気中のCO₂濃度は産業革命以降上昇を続けており、今世紀末には500-1000 µmol mol^-1に到達すると予想されている。CO₂は植物にとって光合成の基質であり、CO₂濃度の上昇は植物の光合成を増加させると予想される。しかし実際には、現存する植物では、高CO₂環境で生育した場合に通常CO₂環境で生育した場合よりも、高CO₂濃度下での光合成能力が低下する現象が見られる。では、現存する植物に突然変異が生じた場合、高CO₂環境で適応的であると考えられる高い光合成能力をもつ植物は進化するのだろうか？

本研究で我々は高CO₂環境下で高い光合成能力をもつ突然変異体を単離するため、クロロフィル蛍光の測定を用いた新たなスクリーニング系を構築した。EMSで突然変異を誘発したシロイヌナズナのM₂植物を800 µmol mol^-1 CO₂で17-18日間生育した。これらのM₂植物の光合成の光化学系IIの量子収率を800 µmol mol^-1 CO₂で測定し、野生型よりも有意に高い光合成能力をもつ植物を突然変異体候補として単離した。ガス交換特性の解析の結果、高CO₂環境下での光合成速度が有意に高い突然変異体１系統を単離した。これらの結果から、遺伝子の突然変異により高CO₂環境に適応的な光合成能力をもつ植物への進化が引き起こされることが示唆された。現在、単離した突然変異体の変異原因遺伝子の同定を進めている。