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Study on the mechanism of drought tolerance of phosynthetic machineries in cyanobacteria

Research Project

Project/Area Number 17K07732
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

Mizusawa Naoki  法政大学, 生命科学部, 教授 (80342856)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsシアノバクテリア / 光合成 / 光化学系Ⅱ / 光化学系Ⅰ / 乾燥ストレス / 高張ストレス / ソルビトール / Mnクラスター / 酸素発生 / 高温ストレス / 表在性タンパク質 / 光化学系II / 光化学系I / クロロフィル蛍光 / 光化学系 / 環境ストレス
Outline of Final Research Achievements

We examined mechanism of the drought tolerance of Anabaena by comparing the tolerance of photosynthetic machineries of Anabaena with those of Synechocystis. Photosystem II, one of photosynthetic machineries, is known as a primary target to photooxidative damage by various environmental stress. It was found unexpectedly that in Anabaena photosystem II is inactivated more easily by drought treatment or hypertonic treatment of cells than that in Synechocystis. Since photosystem II is also a source of production of active oxygen species, Anabaena may reduce the activity of photosystem II in order to suppress the production of harmful active oxygen species.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

砂漠の緑を回復する方策として、乾燥に強い植物の開発が注目されている。砂漠緑化の過程では土の表面に乾燥に強いシアノバクテリアがマットを形成し、土壌を改善する。乾燥耐性植物を作出する上で、シアノバクテリアの乾燥耐性機構の解明が欠かせない。しかし、乾燥下では光合成の測定が難しいこと、シアノバクテリアから光合成装置を単離することが難しいため、シアノバクテリアにおける光合成乾燥耐性の研究が遅れていた。本研究では、乾燥処理を近似する手法として高濃度ソルビトール処理を導入した。このことで、光合成測定や光合成装置の単離が飛躍的に簡易化し、乾燥耐性の研究推進が可能になった点は大きな学術的社会的意義がある。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Far-Red Light Accelerates Photosynthesis in the Low-Light Phases of Fluctuating Light2019

    • Author(s)
      Kono Masaru、Kawaguchi Hikaru、Mizusawa Naoki、Yamori Wataru、Suzuki Yoshihiro、Terashima Ichiro
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 192-202

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz191

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A role of heme side-chains of human hemoglobin in its function revealed by circular dichroism and resonance Raman spectroscopy2018

    • Author(s)
      M. Nagai, N. Mizusawa, T. Kitagawa, S. Nagatomo
    • Journal Title

      Biophys. Rev. (Biophysical Reviews)

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 271-284

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0364-5

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロール (PG714)と相互作用するD1-R140 および T231の部位特異的置換がPSIIの機能に与える影響2020

    • Author(s)
      菅原佑斗,篠田稔行,遠藤嘉一郎,鞆達也,沈建仁,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロール(PG714)と相互作用するD1-R140をLeuまたはTyrに置換したSynechocystis sp. PCC 6803変異株の光合成特性2019

    • Author(s)
      菅原佑斗,藤田勇二,松原真由,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • Organizer
      第10回日本光合成学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロールと相互作用するPSII反応中心蛋白質の部位特異的アミノ酸置換がPSIIに与える影響2019

    • Author(s)
      菅原佑斗,藤田勇二,松原真由,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] リゾチーム処理またはガラスビーズ処理で破砕した細胞から単離した Anabaena sp. PCC 7120 光化学系II複合体の比較2019

    • Author(s)
      中路彩花,青田匡弘,片山光徳,篠田稔行,遠藤嘉一郎,石井麻子,鞆達也,和田元,水澤直樹
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロール (PG714)と相互作用するD1-R140 および D2-T231 の光化学系II複合体における役割2019

    • Author(s)
      藤田勇二,松原真由,菅原悠斗,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,小林康一,和田元,水澤直樹
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Site-Directed Mutagenesis of Amino-Acid Aesidues Interacting with a Phosphatidylglycerol on the Function of Photosystem II2018

    • Author(s)
      K. Endo, N. Mizusawa, K. Kobayashi, H.-A. Chu, J.-R. Shen, H. Wada
    • Organizer
      1st Summer School of the Malopolska Centre of Biotechnology Jagiellonian University
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロール(PG714)と相互作用するD2-T231への部位特異的変異がPSIIに与える影響2018

    • Author(s)
      藤田勇二、遠藤嘉一郎、沈建仁、石井麻子、小林康一、和田元、水澤直樹
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トレハロースが光化学系Ⅱの構造と機能に与える影響2017

    • Author(s)
      中路彩花、藤田勇二、石井麻子、水澤直樹
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ホスファチジルグリセロール分子と相互作用するD1-R140への部位特異的変異が光化学系Ⅱの機能に与える影響2017

    • Author(s)
      松原真由、菅原佑斗、遠藤嘉一郎、沈建仁、石井麻子、小林康一、和田元、水澤直樹
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 法政大学学術研究データベース

    • URL

      http://kenkyu-web.i.hosei.ac.jp/Profiles/28/0002762/profile.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report 2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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