2021 Fiscal Year Research-status Report
植物は自らが過去に経験した光環境の情報をどのように処理・利用しているのか？
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19K22343
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松田 怜 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20547228)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 光順化 / LMA / クロロフィル / 光合成 / キュウリ / 白色LED / PPFD / モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、脳という記憶・情報処理器官を持たない植物が、いかにして自身が経験した環境、特に光強度の時間変動の情報を処理し、自身の「体づくり」、すなわち環境に応じた生理的・形態的特性の変化に利用しているのかを、数理モデルで表すことである。このことは、施設園芸において植物生育や収量を予測し、望ましい特性を有する植物を環境制御によって作り出すなど、植物生産の高効率化を図る上で重要であると考える。
本年度は、昨年度に引き続き、出葉後の明期における光合成有効光量子束密度（PPFD）の経日変化が、個葉の生理的・形態的特性に及ぼす影響を、キュウリ第1本葉をモデル実験系として、室内実験により調べた。播種後11～16日目の日ごとの明期PPFDの異なる種々の試験区を設定した。播種後16日目に、光順化に関する生理的・形態的特性として、葉面積あたり葉乾物重（LMA）、クロロフィル（Chl）a/b比、最大純光合成速度（Pnmax）、最大カルボキシレーション速度（Vcmax）および最大電子伝達速度（Jmax）を評価した。その結果、（1）種々のPPFD条件において、過去の日ごとの明期PPFDに固有の重みを与える加重平均PPFDを用いることで、過去の単純平均PPFDを用いるよりも、LMAをより精度よく推定することができた。（2）Pnmax、Vcmax、およびJmaxについては、加重平均PPFDと単純平均PPFDとで、推定精度はほぼ同程度であった。（3）Chl a/b比の推定精度は、加重平均PPFDと単純平均PPFDのいずれにおいても高くなかった。また、特に（2）の推定においては、日ごとの明期PPFDのみならず、過去からのPPFDの変化量の情報をも考慮することで、推定精度を高めうる可能性が示された。これらの成果をまとめ、論文として公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の感染拡大に伴う活動制限により、特に年度前半に予定していた研究が予定どおりには遂行できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
日スケールでのPPFDの変動が植物の生理的・形態的特性に及ぼす影響について、これまでの成果もふまえつつ、特に光環境への順化とその光環境下での生育の最適化の観点から解析を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の感染拡大に伴う活動制限により、特に年度前半に予定していた研究が予定どおりには遂行できなかった。このことから、研究期間をさらに1年延長し、実験遂行のための消耗品費等に助成金を使用する計画である。
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