Phytoplankton strategy for coping with high-light stress in the NW subarctic Pacific

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07887
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Aquatic bioproduction science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: MINO YOSHIHISA 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (20362303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鋤柄 千穂 東京海洋大学, その他部局等, 特任助教 (90447128)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: PSⅡ光損傷 / 植物プランクトン / 光防御メカニズム / 西部北太平洋亜寒帯域 / 基礎生産力 / 成層強化

Outline of Final Research Achievements

Global warming leads to a shoaling of the oceanic surface mixed layer and possibly increases a photo-damage risk to photosystem (PS) II of phytoplankton. Here, we investigated the susceptibility to PSII photoinactivation of natural assemblages in the NW subarctic Pacific. Our results suggest that a plastoquinol terminal oxidase (PTOX) mediated electron flow alleviates excessive PSII excitation pressure, corresponding to a 10-35 % reduction in potential inactivation.

Free Research Field

生物地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大気CO2吸収域である北太平洋亜寒帯域の生物生産は夏季に最大値をとる。この成層期の生産力に対して温暖化による海洋表層の成層強化がどのように影響するかは、北太平洋の生物ポンプ効率および海洋炭素循環の将来像を予測する上で重要な課題である。本研究では、混合層内の平均光量の増加が植物プランクトンのPSⅡの光損傷リスクを増大させる可能性を検討するため、天然群集のPSⅡ光失活特性を調査した。この結果、亜寒帯プランクトン群集はPTOX経路を介してPSⅡ光損傷リスクを軽減していることが判った。この光防御機能を保持する限り、成層が強化されても光損傷リスクはそれほど増大しないことが予想される。