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Effects of high CO2 on photosynthesis and plant productivity under nitrogen-limited conditions

Planned Research

Project AreaComprehensive studies of plant responses to high CO2 world by an innovative consortium of ecologists and molecular biologists
Project/Area Number 21114003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

OMATA Tatsuo  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50175270)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AICHI Makiko  中部大学, 応用生物学部, 講師 (00340208)
MAEDA Shin-ichi  名古屋大学, 大学院生命農学研究科, 助教 (70335016)
Project Period (FY) 2009-07-23 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥133,900,000 (Direct Cost: ¥103,000,000、Indirect Cost: ¥30,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2012: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2011: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2010: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2009: ¥57,980,000 (Direct Cost: ¥44,600,000、Indirect Cost: ¥13,380,000)
Keywords植物 / 環境 / 二酸化炭素 / 生産性 / 光合成 / 高CO2環境 / 窒素栄養 / 環境応答 / 硝酸イオン輸送体 / 光合成生産性 / シロイヌナズナ / ヒメツリガネゴケ / モウセンゴケ
Research Abstract

Using a nitrate-transport-deficient mutant of Arabidopsis thaliana, effect of high CO2 on plant growth under limited nitrogen supply was examined. During growth under high CO2 but not under low CO2, the mutant seedlings developed well-known symptoms of nitrogen-starved plants, including decreased shoot/root ratio and accumulation of anthocyanin, but the plant also showed increased chlorophyll content, which was contradictory to the known effect of nitrogen-depletion. A high-CO2-responsive change specific to the mutant was not observed in the levels of the major metabolites; Similar CO2 responses were observed in WT and the mutant. Elevated CO2 thus causes nitrogen limitation in the seedlings grown with a constantly limited supply of nitrogen, but the chlorophyll content and the root biomass of the plant increase to enhance the activities of both photosynthesis and nitrogen uptake, while maintaining normal metabolism and response to high CO2.

Report

(6 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (71 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (61 results) (of which Invited: 1 results)

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      宮本哲郎、高谷信之、森万里江、木羽隆敏、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 恒常的窒素不足条件下における植物の生育に対する高CO_2 環境の影響2012

    • Author(s)
      森万里江、高谷信之、宮本哲郎、木羽隆敏、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-16
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 食虫植物トウカイモウセンゴケとその両親種における富栄養条件下での枯死要因はNO2-か2012

    • Author(s)
      兼松璃々子・後藤孝文・豊田歩・森島志依名・上野薫・小俣達男・南基泰・愛知真木子
    • Organizer
      日本植物学会第76回大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学、姫路
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  • [Presentation] 高親和性硝酸イオン輸送体AtNRT2.1遺伝子のプロモーターにおける硝酸イオン応答領域の解析2012

    • Author(s)
      高谷信之・Lu Beiqi・柘植康甫・笹川周作・前田真一・小俣達男
    • Organizer
      日本植物学会第76回大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学、姫路
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  • [Presentation] 恒常的窒素制限状態のシロイヌナズナにおいて高CO2環境で顕在化する窒素欠乏の症状2012

    • Author(s)
      高谷信之
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
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  • [Presentation] 恒常的窒素不足状態の植物の代謝系に及ぼす高CO2環境の影響2012

    • Author(s)
      宮本哲郎
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 恒常的窒素不足条件下における植物の生育に対する高CO2環境の影響2012

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      森万里江
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
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      京都
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      2011 Annual Research Report
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      小澤藍子
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
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      京都
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    • Author(s)
      Chang, Yajun
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
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      京都
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  • [Presentation] 定常的窒素不足状態のシロイヌナズナの生育に対する高CO_2 環境の影響2011

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      高谷信之、森万里江、宮本哲郎、木羽隆敏、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-09-18
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  • [Presentation] 交雑起源種トウカイコモウセンゴケとその両親種の硝酸同化系遺伝子の解析2011

    • Author(s)
      兼松璃々子、豊田歩、森島志依名、井原邦夫、上坂一馬、上野薫、小俣達男、南基泰、愛知真木子
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-09-17
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    • Author(s)
      高谷信之、森万里江、木場隆敏、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-03-20
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  • [Presentation] 東海丘陵要素トウカイコモウセンゴケとその両親種の硝酸同化系遺伝子の解析2011

    • Author(s)
      豊田歩、上坂一馬、上野薫、南基泰、小俣達男、井原邦夫、小田原卓郎、那須守、米村惣太郎、横田樹広、愛知真木子
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-03-20
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  • [Presentation] 東海丘陵要素トウカイコモウセンゴケとその両親種の硝酸同化系遺伝子の解析2011

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      豊田歩、上坂一馬、上野薫、南基泰、小俣達男、井原邦夫、小田原卓郎、那須守、米村惣太郎、横田樹広、愛知真木子
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
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      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
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  • [Presentation] 定常的窒素不足状態に曝されたシロイヌナズナの生育に対する高CO_2環境の影響2011

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      高谷信之、森万里江、木場隆敏、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
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      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
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  • [Presentation] ヒメツリガネゴケの硝酸イオン輸送体遺伝子NRT2のプロモーター解析2011

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      小澤藍子、今枝真二郎、柘植康甫、辻本良真、高谷信之、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
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      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケの硝酸イオン輸送体NRT2;3の推定リン酸化部位の機能解析2011

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      今枝真二郎、笹川周作、辻本良真、前田真一、小俣達男
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
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      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
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    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
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      (要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
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  • [Presentation] 定常的窒素不足状態のシロイヌナズナの生育に対する高CO2環境の影響2011

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      高谷信之
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      東京
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  • [Presentation] 定常的窒素不足条件下での植物の生育に対する高CO_2環境の影響2010

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      高谷信之、森万里江、木場隆敏、前田真一、小俣達男
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    • Year and Date
      2010-09-11
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      豊田歩、市橋泰範、近藤香苗、吉村久、中辰元、上野薫、南基泰、小俣達男、小田原卓郎、那須守、米村惣太郎、横田樹広、愛知真木子
    • Organizer
      日本植物学会第74回大会
    • Place of Presentation
      春日井
    • Year and Date
      2010-09-11
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  • [Presentation] 定常的窒素不足条件下での植物の生育に対する高CO_2環境の影響2010

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      高谷信之、森万里江、木場隆敏、前田真一、小俣達男
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      日本植物学会第74回大会
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      中部大学(愛知県)
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      2010-09-11
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      豊田歩、市橋泰範、近藤香苗、吉村久、中辰元、上野薫、南基泰、小俣達男、小田原卓郎、那須守、米村惣太郎、横田樹広、愛知真木子
    • Organizer
      日本植物学会第74回大会
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      中部大学(愛知県)
    • Year and Date
      2010-09-11
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      日本植物学会第74回大会
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      中部大学(愛知県)
    • Year and Date
      2010-09-11
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      小澤藍子、今枝真二郎、柘植康甫、辻本良真、高谷信之、前田真一、小俣達男
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      日本植物学会第74回大会
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      中部大学(愛知県)
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      2010-09-11
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      豊田歩、小俣達男、愛知真木子, 他計13名
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      2010-03-21
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      高谷信之、柘植康甫、笹川周作、前田真一、小俣達男
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      第51回日本植物生理学会年会
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      熊本大学
    • Year and Date
      2010-03-21
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    • Organizer
      第51回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2010-03-19
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      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2019-07-29  

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