2023 Fiscal Year Annual Research Report

常緑針葉樹の光合成調節機構の複合体プロテオミクスおよび分光学的手法よる統合的解析

Research Project

Project/Area Number	20H03017
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	田中亮一北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20311516)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	秋本誠志神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40250477) 北尾光俊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 (60353661)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	光合成
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、常緑針葉樹の冬季の光合成調節機構の解析を進めている。これまでの研究で、イチイ、トドマツ、エゾマツ、アカエゾマツの比較から、いずれの樹種でも光化学系IIの減少を伴う光化学系IIの調節（とくに苗木で強光下の場合）とそれを伴わない調節（とくに樹齢の高い樹木の場合）が起こることがわかってきた。そして、後者の場合はELIPとよばれる膜タンパク質が重要な役割を果たすと考えられる。R6年度は、シロイヌナズナの野生株とELIP欠損株のそれぞれを宿主として、イチイのELIP過剰発現株を作成した。この株の形質を調べるため、室温および低温条件において、光化学系IIのクロロフィル蛍光を暗所処理後(Fo)、飽和光処理後(Fm)測定したが、宿主株と過剰発現株において違いはみられなかった。また、一定の強度の環境光照射後のクロロフィル蛍光のパターンを比較したが、このパターンにも違いは見られなかった。ELIPの発現レベルがイチイに比べて1%程度しかなかったため、シロイヌナズナでは何らかの理由により、ELIPが十分に蓄積せず、形質を発現できなかったと考えられる。また、上記の実験とは別に森林総研北海道支所において育成したイチイ、トドマツ、エゾマツ、アカエゾマツにおけるELIPの蓄積を、プロテオミクス（質量分析）によって確認した。イチイにおけるELIPの発現が最も大きかったが、それ以外の３つの樹種においても冬季に顕著なELIPの誘導を確認することができた。これらの結果から、ELIPの冬季の蓄積と光化学系II量子収率の低下はどの樹種でも共通であることが確認された。また、他の３つの樹種と比べて、イチイにおいては、冬季の熱放散におけるELIPの役割が大きいことが考えられた。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。