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高CO2環境下で光合成誘導反応の解明と物質生産への影響評価

Publicly Offered Research

Project AreaComprehensive studies of plant responses to high CO2 world by an innovative consortium of ecologists and molecular biologists
Project/Area Number 22114513
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 InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

唐 艶鴻  独立行政法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (40270590)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2011: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2010: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Keywords高CO2環境 / 光合成 / 気孔コンダクタンス / 誘導反応 / ポプラ / 光環境 / 気孔開閉 / Populus koreana × trichocarpa cv. Peace / Populus koreana ×trichocarpa cv. Peace
Research Abstract

本研究の目的は、光強度が変動する環境下での光合成や葉の物質生産に及ぼす高CO2環境の影響を明らかにすることである。そこで、本研究では、以下の3つの実験を行った。実験1では、光強度の変化に対する気孔開度の変化が非常に小さいポプラ(Populus koreana × trichocarpa cv. Peace)と普通の気候開放を示すPopulus euramericana cv.I-55を380、700、1020μmolCO_2 mol^<-1> airの濃度条件下で栽培し、光合成誘導反応とその生理的生化学的メカニズムについての測定と解析を行い、高CO2環境下での光合成誘導反応の加速を確認できた。実験2では、人工的に創り出した変動する光環境において380と700μmolCO_2mol^<-1> airの環境下で上記のI55を栽培し、変動する光環境下での物質生産に及ぼす高CO2環境の影響評価を行い、高CO2濃度下で変動する光強度下での光合成物質生産量が高いことがわかった。さらに、高CO2環境下で光合成誘導反応の温度依存性について、高CO2濃度環境での光合成誘導反応の加速は、測定温度が高くなると加速が大きくなることが示された。また、高CO2環境下では、光合成誘導反応の最適温度域は高くなることも示した。
また、高CO2濃度環境下で光合成誘導反応と生化学的メカニズムについて、(1)すべてのCO2条件下で生育した植物は、光合成誘導反応速度の増加率がRubisco含有量の増加に伴い高くなった。特に、高CO2濃度環境下で生育する植物は、Rubisco含有量の増加に伴う光合成誘導反応速度の加速がさらに有意に高くなった。(2)高CO2環境下で生育するPeaceは、RubiscoあたりのRubisco Activase量が増加した。高CO2環境下でのRubiscoの迅速な活性は、光合成誘導反応の加速に貢献していることが示唆された。(3)高CO2環境下ではRubiscoの活性率も高くなり、それが光合成誘導反応の加速に貢献していることも示唆された。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Elevated CO2 differentially affects photosynthetic induction response in two Populus species with different stomatal behavior2012

    • Author(s)
      Tomimatsu, H., Y.Tang
    • Journal Title

      Oecologia

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inventory-based estimation of aboveground net primary production in Japan's forests from 1980 to 20052011

    • Author(s)
      Wang, Y., J.Y.Fang, T.Kato, Z.D.Guo, B.Zhu, W.H.Mo, Y.H.Tang
    • Journal Title

      Biogeosciences

      Volume: 8 Pages: 2099-2106

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comprehensive assessments of root biomass and production in a Kobresia humilis meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau2011

    • Author(s)
      Wu, Y., J.Wu, Y.Deng, H.Tan, Y.Du, S.Gu, Y.Tang, X.Cui
    • Journal Title

      Plant and soils

      Volume: 338 Pages: 497-510

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photosynthetic induction response to elevated CO2 under different growth-light intensities2012

    • Author(s)
      Tomimatsu H, Tang Y
    • Organizer
      The 5^<th> EAFES international congress
    • Place of Presentation
      龍谷大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2012-03-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 高CO2環境が光合成誘導反応に及ぼす影響の評価2011

    • Author(s)
      冨松元・唐艶鴻
    • Organizer
      日本生態学会第58回大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2011-03-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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