Light and thermal acclimation on photoprotective responses in several brown macroalgae

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06187
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: Hikaru Endo 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (00523630)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 裕 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主任研究員 (80371805)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 海藻 / 温暖化 / 光阻害 / 抗酸化物質 / 非光化学的消光 / 光順化 / 栄養塩濃度

Outline of Final Research Achievements

High light acclimation under low or high temperatures is known to cause photoinhibition, decline in growth rate, and photoprotective responses, such as increases in antioxidant production and heat dissipation, in terrestrial plants. In the present study, such acclimation also resulted in the photoinhibition and photoprotective responses but did not always decrease the growth rate in two brown algal species, probably because the photoprotection worked successfully. The present study also showed that high temperature acclimation combined with strong light increased xanthophyll cycle pigments but decreased xanthophyll cycle-mediated heat dissipation of a brown alga via inhibition of de-epoxidation of the pigments.

Free Research Field

海藻の生理生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物では、キサントフィルサイクル色素の脱エポキシ化による熱放散の特性を制御することによって生産量が増加することが報告されているため、このような植物特性の制御は温暖化の中での食糧生産を保障する技術として期待されているが、本研究は、同色素の脱エポキシ化および熱放散が高温によって抑制される場合があることを示した。このため、植物でも同様の現象が認められる場合、食糧生産を保障するためには熱放散の制御に関わる更なる研究が必要である。このように、本研究成果は将来の食糧生産の保障に関わる新規知見を含む点で学術的にも社会的にも意義がある内容である。