2021 Fiscal Year Annual Research Report
光化学系IとIIで誘導される非光化学消光による光エネルギー制御機構の解明
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20K15759
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
植野 嘉文 神戸大学, 理学研究科, 理学研究科研究員 (70847805)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光合成 / 非光化学消光 / エネルギー移動 / 時間分解蛍光 / 緑色微細藻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光エネルギーを光合成に利用せず熱として散逸する制御機構（非光化学消光）による両光化学系における光エネルギー利用方法を蛍光分光法により明らかにすることを目的としている。令和3年度には、光化学系Iに選択的に作用する強度が周期的に変化する光（変動光）で培養されたクロレラ細胞における非光化学消光誘導時の両光化学系におけるエネルギー移動過程およびその寄与の継時変化を絶対蛍光強度測定と時間分解蛍光測定の組み合わせにより検証した。
絶対蛍光強度スペクトルの結果から、4種類の変動光培養細胞全てにおいて、光照射後30秒以内に非光化学消光が最大となること、非光化学消光により、光化学系II蛍光領域の定常蛍光強度が~43%、光化学系I蛍光領域の定常蛍光強度が~28%減少することが明らかになった。また、阻害剤を用いた実験から、観測された非光化学消光へのキサントフィルサイクルの影響は小さいことが示唆された。
非光化学消光誘導前後の全サンプルにおける時間分解蛍光スペクトルの同時グローバル解析の結果から、蛍光消光が、光化学系II蛍光領域において主に時定数~140 ps以内で、光化学系I蛍光領域において主に時定数~560 ps以内で起こることが明らかになった。同様の解析を昨年度の定常光培養細胞に適用したところ、光化学系I蛍光領域において変動光培養細胞と同様の結果が得られた一方、光化学系II蛍光領域において弱光と標準光培養細胞では変動光培養細胞と同様の結果が得られたが、強光培養細胞では主に光捕集アンテナで速い蛍光消光が起こることが示唆された。
定常光培養（令和2年度）と変動光培養（令和3年度）の結果から、定常光強度や変動光周期に関わらず、光照射後30秒以内という短時間で最大となる非光化学消光により、両光化学系における光エネルギー利用を素早く制御することが示唆された。
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Research Products
(2 results)
