2020 Fiscal Year Final Research Report
Elucidation of functional evolution and environmental adaptation for solar radiation utilization of terrestrial plants
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18H02511
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Kume Atsushi 九州大学, 農学研究院, 教授 (20325492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奈佐原 顕郎 (西田顕郎) 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40312813)
富田 祐子 (半場祐子) 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (90314666)
秋津 朋子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (90590597)
後藤 栄治 九州大学, 農学研究院, 助教 (90614256)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 日射 / 直達・散乱放射 / 光合成 / クロロフィル / 紫外線 / 分光放射計 / 野外観測 / リモートセンシング |
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed and verified a method of operating a direct and diffuse spectroradiometer that can be used for long-term measurements in the field. We observed spectral solar radiation inside and outside vegetation and clarified the relationship between the directionality of radiation and its intensity and spectral distribution in the field. For the terrestrial solar radiation spectra, chlorophyll a (Chl a) worked in a complementary manner to Chl b, effectively utilizing both strong and weak light. On the other hand, Chl c and d, or phycobilins, which are used only by organisms in water environment, were suggested to be poorly adapted to the terrestrial radiation environment. The spectral characteristics of leaves at different evolutionary stages were related to the internal structure of the leaves. The results suggest that a significant convergence in spectral characteristics may have occurred in angiosperms.
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| Free Research Field |
生物環境物理学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
日射に照らされた野外の光環境は、太陽高度や天候、日陰の種類などによって、含まれる光波長分布が大きく異なっており、光合成効率や植物への成長影響が異なっている。本研究では野外の日射環境を正確に測定できる装置を利用し、植物の光合成や光受容体との関係を解析した。その結果、人の視覚では同じ色に見える環境でも、植物はその違いを感じることができ、自身の成長環境を判断できることが明らかになった。また、植物の花や葉組織は、日射環境と生育段階に応じて色素を合成・分解することでエネルギー吸収量を調節し、組織温度を調節していることがわかった。これらの知見は、植物の進化過程を理解し、品種改良や栽培技術の改善に役立つ。
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