2023 Fiscal Year Annual Research 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 – 2024-03-31
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| Keywords | 光順化 / 光合成 / 生育 / LMA / キュウリ / 光合成有効光量子束密度（PPFD） |
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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明らかにし、さらにそれ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。
最終年度の成果は主に次の2つである。（1）グロースチャンバー内に、屋外のある1日の明期の光合成有効光量子束密度の経時変化を再現し、その照射光下でのキュウリ苗個体群の生育を調べた。対照区である、明期積算PPFDの等しい、PPFD一定の照射光と比較して、PPFD変動光下では、照射開始後の初期に、個体群の純同化速度が小さく、また比葉面積が大きくなる傾向が認められた。一方、照射期間が長くなるにつれて、おそらく葉の相互遮蔽等の影響によりその処理間差は小さくなり、最終的には個体群の生育にはほとんど差は認められなくなった。（2）これまでに見出してきた日間PPFD変動に対するキュウリ個葉の形態的特性の光順化の推定法、すなわち直近のPPFDをより大きく重み付けする加重平均PPFDの考え方について、日内PPFDが変動する条件でも適用可能か否かを検証した。日内PPFDが一定の場合から多少のパラメータの調整を要するものの、考え方そのものは適用可能であることを明らかにした。
研究期間全体を通じて、（I）太陽光の日内PPFD変動が個体の生育に及ぼす影響、（II）種々の日間PPFD変動パターン条件下での個葉の光順化応答の推定モデルの構築、および（III）日内PPFD変動が日間PPFD変動に対する個葉の光順化応答に及ぼす影響、について、それぞれ一定の知見を得て、成果を上げることができた。
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