2022 Fiscal Year Annual Research Report
Search for optimal dynamic pattern of light irradiation for plant growth
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20K06832
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
冨松 元 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70598458)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 環境応答 / 変動光 / 動的光合成 / 光合成誘導反応 / 馴化 / 植物生理生態 / シロイヌナズナ / 熱帯植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物成長に最適な光照射の変動パターンについて探査するために、様々な光条件で植物を栽培し、植物成長の関する基本データの収集を進めた。本研究は、次の３項目について実施した。
１）光変動をともなう栽培システムの構築： これまで使用してきた３色(RGB)のLED光源を大型グロースチャンバーに移設した。３つの光照射パターン（照射間隔：長、中、短）を再現するため、各照射パターン処理2枚の合計6枚と、コントロールユニットを3セット設置した。これらコントロールユニットを一元管理できるように１台のパソコンに統合した。
２）植物成長におよぼす光照射パターンの影響： シロイヌナズナの野生株であるCol-0株を用いた。栽培条件は、CO2濃度400ppm、湿度70％、気温25度、日長：長日（明期12H）/短日（明期9H）とし、明期の光条件を強光/弱光150μmolm-2s-1/20μmolm-2s-1で栽培した。明期の光照射パターンは、“長時間照射パターン”強光/弱光4h/4h、 “中時間照射パターン”強光/弱光20min/20min、“短時間照射パターン” 強光/弱光2min/2minとした。上記の条件で栽培した結果、栽培開始から抽苔するまでの時間は、“長時間照射パターン”の個体ほど早かった。成長速度は日長によって変化し、長日で促進されるのは“短時間照射パターン”、短日で促進されるのは“長時間照射パターン”であることが明らかになった。
３）野外調査： マレーシア熱帯林の林床植物を対象に、光強度などの環境条件の観測・測定と、光合成誘導反応の現地測定を行った。光照射に対する光合成誘導反応は、同種内では生育光環境の勾配に沿って気孔開度依存的に変化することが明らかになった。一方で、異種間ではその誘導反応の変化特性が異なることが明らかになり、その違いが定常状態の最大光合成速度に依存する傾向が示された。
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