2016 Fiscal Year Research-status Report
多様な環境に適応した樹木のみが獲得できた光合成の制御機構とその役割
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15K07482
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
柴田 勝 山口大学, 教育学部, 准教授 (30300560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 航 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (80304004)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | キサントフィル / DPS / NPQ / クロロフィル蛍光 / クエンチング / 樹木 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般的に光合成を行うための作用光の下では、DPSと共にNPQが増加するが、光照射が終わるとNPQ・DPS共に減少する。しかし、Camellia sinensisでは、光照射終了後のDPS低下が観察されないにもかかわらず、NPQ低下がみられた。このDPS・NPQ反応が樹木特異的な環境応答として存在するのか、その意義を明らかにするために、C. sinensis以外の植物（草本10種、木本12種）について調べた。
12時間暗処理の草本・木本植物(DPS<0.1)の光合成初期～定常状態のDPSとNPSは、草本，木本植物に関係なく直線関係を示した（Deming-Adamsら(1992)データと一致）。次いで、3時間暗処理を行い、暗中でのDPSとNPQの変化を測定した。その結果、草本植物ではDPSと共にNPQが低下しており、NPQの主成分がXan cycle依存のエネルギークエンチングである結果と一致した。一方、木本植物ではDPSが低下せず（ZeaからVioへの色素変換はほとんど見られず）NPQのみが低下しており、暗中でのDPSに依存しないNPQ低下が木本植物で有意に働いていることを示唆するものであった。
暗中でありながら高DPSを維持する生理的な意義を明らかにするために、高DPS, 低DPSの葉片を調整し、光照射初期の蛍光変化を調べた。高DPS葉片が、光照射初期のNPQ誘導を早めると考えられたが、反対に高DPS葉片は低DPS葉片よりNPQ誘導が20～30%程度遅かった。さらに、PSII量子収率は高DPSより低DPS葉で低くかった。一般的に、NPQが大きいとPSII量子収率は低くなるが、高DPS葉ではNPQが小さいが量子収率が低下していた。これらの結果から、高DPS葉は、光照射初期においてキサントフィルサイクル以外のエネルギークエンチングがありPSIIを保護している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Ｈ28年度は、タンパク質の構造とクエンチング、樹木特異的なキサントフィルサイクルと樹種間差について研究を計画していた。その内、樹木特異的なクエンチング、樹種間差については、計画通りであったが、タンパク質との関連については目標を達成できなかった。
次年度以降、Ｈ28年度の実験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｈ29年度は、樹木特異的なクエンチングとタンパク質の構造との関連について実験を行う。あわせて、カロチノイドサイクルの生理的な機能解析としてストレス実験を行う。
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| Causes of Carryover |
約10000円の繰越となった。これは、年度末の学会発表を１泊２日で予定していたが、諸事情のため日帰りでの発表となり、宿泊費等が予算よりも少なくなったためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越金については、消耗品として使用する。
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