Analyses of photorespiratory mechanisms of conifer leaves for improving the current biochemical-based photosynthesis model

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03006
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40010:Forest science-related
• Research Institution: Forest Research and Management Organization
• Principal Investigator: Miyazawa Shin-Ichi 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (10578438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大宮 泰徳 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (70360469) ; 鈴木 雄二 岩手大学, 農学部, 教授 (80374974)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 光呼吸 / 光合成 / 針葉樹 / 裸子植物 / 被子植物 / カタラーゼ / 細胞内局在性 / 過酸化水素

Outline of Final Research Achievements

Photorespiration is a crucial metabolism associated with photosynthesis. However, it is currently assumed that conifer gymnosperms have an identical photorespiratory mechanisms to broad-leaf angiosperms, although two taxonomical groups have a different evolutionary background. In this research project, we revealed that conifers had different photorespiratory mechanisms from angiosperms through the analyses on the gene databases derived from various plant species as well as those on the differences in stable carbon isotope-labeled patters of the leaf photorespiratory metabolites between conifers and angiosperms.

Free Research Field

植物生理生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球温暖化などによる地球環境の変化によって、樹木を含めた植物のCO2の吸収量が、どのような影響を受けるのかを定量的に予測することは重要である。このような植物のCO2の吸収量の変化は、光合成の生化学をベースにした数式モデル（光合成モデル）によって予測されている。しかしながら、現在の光合成モデルは、草本植物など被子植物の光合成の代謝をもとにしている。本研究によって、裸子植物である針葉樹の光合成の代謝が明らかになったことで光合成モデルの改良が期待できる。