気孔は植物と大気との間でCO₂や水などのガス交換を制御しており、植物が光合成を行う上で重要な器官である。気孔の開閉は、光、CO₂濃度、水分条件などの環境要因によって制御されている。CO₂濃度に関して、気孔は葉内CO₂濃度 (C_i) を感知して開閉を行うことが明らかにされており、一般に気孔開度はC_iの増加にともなって直線的に減少すると考えられてきた。しかし、Dubbe et al. (1978) は、数種の植物では気孔開度がCO₂-freeよりも高い濃度 (C_i=100 μmol mol^-1) で最大になったと報告しており、気孔開度とC_iとの関係は、必ずしも直線関係にはならないと考えられる。

そこで本研究では、低C_i下で気孔開度のピークが生じる原因とC_iに対する気孔応答の種間差を明らかにすることを目的とし、C₃植物9種、C₄植物5種、CAM植物2種を用いて、C_i (0-350 μmol mol^-1) に対する気孔コンダクタンスの応答を測定した。

C₃植物の気孔コンダクタンスは、総じてC_i=100-200 μmol mol^-1で最大になったのに対し、C₄植物の気孔コンダクタンスはC_iの増加にともなって減少した。C₃植物では、光合成によるCO₂利用効率と気孔コンダクタンスの間に正の相関が見られた。以上の結果から、C₄植物のようにCO₂濃縮機構をもたないC₃植物は、低C_i下で光合成系がCO₂飽和状態にないため、気孔開度が増大することによって、より多くのCO₂を獲得し、光合成活性を高めているとの結論に至った。