2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Comprehensive studies of plant responses to high CO2 world by an innovative consortium of ecologists and molecular biologists |
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21114009
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
廣瀬 忠樹 東京農業大学, 国際食料情報学部, 教授 (90092311)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
彦坂 幸毅 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (10272006)
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| Keywords | シロイヌナズナ / エコタイプ / 高CO2応答 / 群落光合成 / 光合成 / 群落構造 / シロザ / 成長速度 |
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| Research Abstract |
光合成,成長速度、繁殖など生態系の環境応答を予測する上で重要な表現型パラメータと環境要因との関係を定量的に表す数理モデルを構築することを目的に研究を進めている。
世界各地に自生するシロイヌナズナの44エコタイプについて成長解析を行った。その結果、エコタイプ間において、成長速度に大きなばらつきがあっただけでなく、成長速度の高CO2応答も大きくばらつくことが明らかとなった。この原因を解析し、葉面積あたりの純同化速度と成長速度が高いことを見出した。この結果は、光合成または呼吸といった生理的な違いが成長速度やその高CO2応答のばらつきをもたらしていることを示唆する。
光合成の高CO2応答に異常がある変異体のスクリーニングシステムを構築した。
山形県丹生鉱泉のCO2噴出地に生育する植物について生理生態学的解析および分子遺伝学的解析を行い、高CO2域に生育する植物が通常CO2域に生育する植物に比べ高い地上部/地下部比や低い気孔コンダクタンスなど異なる性質を持っていること、高CO2域の植物で遺伝的隔離が若干進んでいることなど、高CO2域の植物が高CO2環境に適応進化していることを示唆する結果を得た。
シロザ群落をCO2をコントロールしたオープントップチェンバ(OTC)内で育成し、CO2が群落光合成に与える影響を調べた。生育の初期では80%の促進が見られたが、開花期には促進は55%に減少した。群落光合成促進における個葉光合成と群落構造の影響を感度分析により解析した。初期には群落構造と個葉の光合成特性の効果が相半ばしたが、生育につれて個葉光合成促進の効果が増加し、開花期では群落構造の効果は消失した。
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