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Defence mechanisms against intense light in trees that have evolved in arid landscapes and their relationship to leaf traits.

Research Project

Project/Area Number 18K05726
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

TSUJI Shoko  京都大学, 農学研究科, 研究員 (90791963)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 厚  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (60343787)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords熱放散 / 強光ストレス / 光阻害 / 光合成 / 外来種 / 光化学系II / 自然変動光 / 木本植物 / LES / 光合成(photosynthesis) / 光阻害(photoinhibition) / 強光ストレス(light stress) / 光防御(photoprotection) / ストレス応答(stress response) / 光合成色素(xanthophyll cycle) / 光合成色素 / キサントフィルサイクル / カロテノイド / ストレス応答 / 乾燥ストレス / 環境応答 / 環境適応 / 種間変異 / 水分生理 / 葉寿命
Outline of Final Research Achievements

In this study, leaf pigment composition and functional traits were analysed under different light intensities for 23 herbaceous and woody plant species, including native and exotic species, during the summer season when they were exposed to intense light and high temperature on Chichijima Island, Ogasawara Islands.
Native species tended to have higher total xanthophyll content and higher DPS under direct light and dark conditions compared to exotic species. On the other hand, DPS of non-native species tended to be lower under both direct light and dark conditions, suggesting that non-native species may be adapting to the stress environment with functional traits different from heat release, such as leaf morphology. These results suggest that non-native species have successfully invaded the ecosystems of the Ogasawara Islands, which are exposed to intense light drought stress, using different environmental adaptation strategies than native species.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、光阻害耐性に関わる形質の多様性をLESの一般的枠組みで捉えられるようになる。葉形質の間の関係性を明らかにし、植物の資源利用戦略を理解する上で、LESの概念の重要性は疑いようがない。しかし、個別の気象要因などによって強い制限を受ける分布制限域では、LESの一般化に合わない場面が出てくる(Harayama et al. 2016)。植物の進化の上で制約の多い乾燥地では、光阻害に関わると思われるLESに反した種の特殊化が見られる。本研究の成果により、光阻害耐性を他の形質との関係の中で捉え直し、植物形質のパターンに加えて、一般的なLESを提案することが可能になった。

Report

(7 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Sensitivity of stomatal conductance to vapor pressure deficit and its dependence on leaf water relations and wood anatomy in nine canopy tree species in a Malaysian wet tropical rainforest2020

    • Author(s)
      Shoko Tsuji, Toru Nakashizuka, Koichiro Kuraji, Atsushi Kume, Yuko T. Hanba
    • Journal Title

      Trees

      Volume: 34 Issue: 5 Pages: 1299-1311

    • DOI

      10.1007/s00468-020-01998-5

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Relationship between stem hydraulic conductivity and stomatal conductance sensitivity to VPD in Borneo's canopy trees.2024

    • Author(s)
      Tsuji, Shoko・ Nakashizuka, Tohru・ Kuraji, Koichiro・ Kume, Atsushi・ Hanba, Yuko
    • Organizer
      第135回日本森林学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] How do the stomata of nine canopy tree species in the Borneo rainforest respond to changes in atmospheric drought?2024

    • Author(s)
      Shoko TSUJI, Tohru NAKASHIZUKA, Koichiro KURAJI, Atsushi KUME, Yuko HANBA
    • Organizer
      第71回日本生態学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 多様な木本植物における光合成特性と光化学系Ⅱの光阻害防御機構に関する研究2024

    • Author(s)
      辻祥子、 小林優、彦坂幸毅、伊福健太郎
    • Organizer
      第65回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The relationship between leaf water function and sensitivity of stomatal conductance to atmospheric drought in nine canopy tree species in a Malaysian wet tropical rainforest2023

    • Author(s)
      Shoko Tsuji, Toru Nakashizuka, Koichiro Kuraji, Atsushi Kume, Yuko T. Hanba
    • Organizer
      The 8th International Canopy Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多様な木本植物の光化学系II光損傷速度および修復速度に関する研究 “Interspecific comparison of the rate constants of photo-damage and repair of photosystem II between various woody species2023

    • Author(s)
      辻祥子・上妻馨梨・落合久美子・伊福健太郎・彦坂幸毅
    • Organizer
      第64回 日本植物生理学会年会(東北大学川内キャンパス)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Interspecific variations in photoinhibition and recovery of photosystem II in woody species2023

    • Author(s)
      Shoko Tsuji・Kaori Kohzuma・Kumiko Ochiai・Kentaro Ifuku・Kouki Hikosaka
    • Organizer
      第70回 日本生態学会大会 仙台(オンライン)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多様な木本植物における光化学系Ⅱの光阻害防御機構に関する研究 “Interspecific variations in the rate constants of photo-damage and repair of photosystem II among woody species”2023

    • Author(s)
      辻祥子・上妻馨梨・落合久美子・伊福健太郎・彦坂幸毅
    • Organizer
      第134回 日本森林学会大会 鳥取(オンライン)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Comparison of rate constants of PSⅡ photoinhibition and its repair, and PSⅡ fluorescence parameters in several tree species.2022

    • Author(s)
      Tsuji S., Kohzuma K., Hikosaka K., Ifuku K.
    • Organizer
      the 18th International Congress on Photosynthesis Research, Dunedin, New Zealand
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 木本植物の光化学系II光損傷速度および修復速度の種間比較 Comparison of photoprotective mechanisms in photosystem II among tree species2022

    • Author(s)
      辻 祥子(京都大学農学研究科), 上妻 馨梨(東北大学生命科学), 伊福 健太郎(京都大学農学研究科), 彦坂 幸毅(東 北大学生命科学)
    • Organizer
      第69回日本生態学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 木本植物の光阻害防御機構の種間比較 Comparison of photoprotective mechanisms among tree species2022

    • Author(s)
      辻祥子1 ・ 上妻馨梨2 ・ 伊福健太郎1 ・ 彦坂幸毅2 (1京都大学大学院農学研究科 ・ 2東北大学大学院生命科学研究科)
    • Organizer
      第133回日本森林学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 強光ストレス下における樹木の色素含有量の変化と光阻害耐性の多種間比較:Comparison of changes in several trees photosynthetic pigment in leaves and photoprotection to strong light stress.2020

    • Author(s)
      辻祥子 ・ 上妻馨梨 ・ 小澤理香 ・ 伊福健太郎 ・ 中野雄司 ・ 石田厚 ・ 彦坂幸毅
    • Organizer
      第132回 日本森林学会大会 名古屋(オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 小笠原諸島における強光下で生育する個葉の光ストレスに対する生理生態反応: Physiological and ecological response to light stress of individual leaves growing under strong light in the Ogasawara Islands2020

    • Author(s)
      辻祥子 ・ 上妻馨梨 ・ 小澤理香 ・ 伊福健太郎 ・ 中野雄司 ・ 石田厚 ・ 彦坂幸毅
    • Organizer
      第68回 日本生態学会大会 岡山(オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 小笠原諸島における夏の極端な乾燥条件下での通水欠損障害の進行と木部の通水欠損耐性2020

    • Author(s)
      皆木 寛司・河合 清定・中村 友美・才木 真太朗・矢崎 健一・石田 厚
    • Organizer
      第68回 日本生態学会大会 岡山(オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 小笠原諸島における強光下で生育する個葉の光ストレスに対する生理生態反応2020

    • Author(s)
      松山 秦・ 坂田 剛・岡 義尭・ 鈴木 拓也・小澤 舜・安元 剛・古平 栄一・中野 隆志・関川 清広・ 石田 厚
    • Organizer
      第68回 日本生態学会大会 岡山(オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ルビスコの基質特異性には葉の経済スペクトラムに関連した 種間差が存在する2020

    • Author(s)
      松山 秦・坂田 剛・岡 義尭・鈴木 拓也・安元 剛・古平 栄一・中野 隆志・関川 清広・石田 厚
    • Organizer
      第84回 日本植物学会大会(オンライン)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 生体分子ポリアミンは光合成の光阻害耐性に寄与しているか ~小笠原乾性低木林 構成種での検討~2020

    • Author(s)
      岡 義尭(北里大 海洋),鈴木 拓也(北里大 海洋),松山 秦・神保 充・天野 春菜・渡部 終五・関川 清広・中野 隆志・安元 剛・坂田 剛・石田 厚
    • Organizer
      第84回 日本植物学会大会(オンライン)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ホウレンソウにお ける乾燥ストレス下でのポリアミンによる葉内CO2輸送の活性化2020

    • Author(s)
      鈴木 拓也・坂田 剛・松山 秦・岡 義尭・安元 剛・石田 厚・古平 栄一・関川 清広
    • Organizer
      第84回 日本植物学会大会(オンライン)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Sensitivity of stomatal conductance to vapor pressure deficit and its dependence on leaf water relations and wood anatomy in wet tropical rain forest 湿潤熱帯雨林での気孔の大気乾燥に対する感受性と葉の水分特性・木材組織との関連性2020

    • Author(s)
      辻祥子 ・ 中静透 ・ 蔵治光一郎 ・ 久米篤 ・ 半場祐子
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 熱帯林冠木における大気飽差に対する気孔反応と葉の特性に関する研究2020

    • Author(s)
      辻祥子 ・ 中静透 ・ 蔵治光一郎 ・ 久米篤 ・ 半場祐子
    • Organizer
      第131回日本森林学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-01-30  

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