落葉樹林下の常緑草本のストレス環境下での光合成電子伝達系の維持システムの解析
Publicly Offered Research
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
|---|
| Project/Area Number |
19H04732
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Biological Sciences
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
|---|
Principal Investigator |
野口 航 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (80304004)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
|
|---|
| Keywords | 季節変化 / 光合成 / 常緑多年生草本 / 絶滅危惧種 / 光合成系色素 / 光環境 / 過剰光エネルギー |
|---|
| Outline of Research at the Start |
落葉樹林の林床で１年間光合成をする常緑草本は、夏では高温だが弱光環境、冬では低温で強光環境というストレス環境下で葉の光合成系を維持し、光合成生産を正にしている。しかし、このような常緑草本の光合成系の季節変化を支える生理的なしくみには不明な点が多い。申請者の大学キャンパスに自生する常緑草本のタマノカンアオイなどの葉を用いて、ストレス環境下での光合成系の生理的なメカニズムを明らかにすることを目的としている。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
多摩丘陵の落葉樹林の林床に自生する常緑多年生草本タマノカンアオイは、少ない枚数の葉を１年間利用している。そのため、葉の光合成系が１年間維持されている重要性が高い。本研究では、高温で光強度の弱い夏から低温で光強度が強い冬まで、1年を通して有利ではない環境で、葉の光合成がどのように季節変化するか、タマノカンアオイは取り替えられない葉をどのように保護しているかを明らかにすることを目的とした。
鉢植えした個体を落葉樹の林床に置き、葉のガス交換・電子伝達パラメータの季節変化を測定し、葉をサンプリングした。飽和光下のCO2吸収速度、Rubisco活性の指標であるA-Ciカーブの初期勾配、電子伝達活性の指標であるA-Ciカーブの最大値、光合成電子伝達速度は夏は低く、秋・冬に増加した。一方、光合成系タンパク質には明確な季節変化はなかった。
熱散逸のパラメータNPQが夏から秋・冬に増加した。NPQの増加には、光化学系IIのキサントフィルサイクルの色素が関与する。夏から秋・冬に、アンテラキサンチンやゼアキサンチンの量が増加した。また冬には熱散逸に関与するβカロテンやルテインの量も増加した一方、夏に蓄積していた光捕集に関与するαカロテンやビオラキサンチン量は低下した。タマノカンアオイの葉では、光合成系の色素組成が大きく変化することも、光合成系の維持に重要であると考えられる。
タマノカンアオイおよび同じようなフェノロジーを示すオウレンの葉の光合成電子伝達系や光合成系色素の季節変化も調べた。オウレンでは秋に一過的に光合成電子伝達速度が増加したが、冬には低下した。タマノカンアオイと同様に冬には熱散逸に関与するβカロテンやルテインの量も増加していた。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Phosphorus toxicity disrupts Rubisco activation and reactive oxygen species defence systems by phytic acid accumulation in leaves2020
Author(s)
Takagi D, Miyagi A, Tazoe Y, Suganami M, Kawai-Yamada M, Ueda A, Suzuki Y, Noguchi K, Hirotsu N, Makino A
-
Journal Title
Plant, Cell and Environment
Volume: －
Issue: 9
Pages: 2033-2053
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
