Study on the mechanism of drought tolerance of phosynthetic machineries in cyanobacteria

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07732
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: Mizusawa Naoki 法政大学, 生命科学部, 教授 (80342856)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: シアノバクテリア / 光合成 / 光化学系Ⅱ / 光化学系Ⅰ / 乾燥ストレス / 高張ストレス / ソルビトール

Outline of Final Research Achievements

We examined mechanism of the drought tolerance of Anabaena by comparing the tolerance of photosynthetic machineries of Anabaena with those of Synechocystis. Photosystem II, one of photosynthetic machineries, is known as a primary target to photooxidative damage by various environmental stress. It was found unexpectedly that in Anabaena photosystem II is inactivated more easily by drought treatment or hypertonic treatment of cells than that in Synechocystis. Since photosystem II is also a source of production of active oxygen species, Anabaena may reduce the activity of photosystem II in order to suppress the production of harmful active oxygen species.

Free Research Field

光合成生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

砂漠の緑を回復する方策として、乾燥に強い植物の開発が注目されている。砂漠緑化の過程では土の表面に乾燥に強いシアノバクテリアがマットを形成し、土壌を改善する。乾燥耐性植物を作出する上で、シアノバクテリアの乾燥耐性機構の解明が欠かせない。しかし、乾燥下では光合成の測定が難しいこと、シアノバクテリアから光合成装置を単離することが難しいため、シアノバクテリアにおける光合成乾燥耐性の研究が遅れていた。本研究では、乾燥処理を近似する手法として高濃度ソルビトール処理を導入した。このことで、光合成測定や光合成装置の単離が飛躍的に簡易化し、乾燥耐性の研究推進が可能になった点は大きな学術的社会的意義がある。