2023 Fiscal Year Final Research Report
Compensation for lowered photosynthesis by polyamines and terestorial ecosystem conservation
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21K19864
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Ishida Atsushi 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (60343787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安元 剛 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (00448200)
坂田 剛 北里大学, 一般教育部, 准教授 (60205747)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 小笠原乾性低木林 / 乾燥適応 / 光合成 / 葉寿命 / ルビスコCO2/O2比親和性 / 葉肉コンダクタンス / CO2濃縮機構 / ポリアミン |
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| Outline of Final Research Achievements |
Across coexisting 23 woody plant species in the Ogasawara islands, tree species with higher leaf mesophyll CO2 diffusional conductance (gm) have leaf characteristics with lower Rubisco CO2/O2 specificity (SC/O), shorter leaf lifespan (LLS), smaller leaf mass per unit area (LMA), and lower leaf protein content (PAREA) along leaf economic spectrum. This study is a first report that there is a complementary relationship between gm and Rubisco properties. Furthermore, this relationship is maintained regardless of whether the species are native or invasive trees, and it is suggested from principal component analysis that it is common among a wide range of tree species both taxonomically and geographically. Particularly, in leaves of tree species with high CO2 transport capacity in leaf mesophyll cells, it suggests for the first time that polyamine biosynthesis within leaves is involved in CO2 fixation during photosynthesis.
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| Free Research Field |
植物生理生態学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで葉肉CO2拡散コンダクタンス(gm)は、葉の物理的特性との関連が指摘されてきた。しかしこの研究により、ルビスコの酵素化学的性質や葉のタンパク質量という生理・生化学的な特徴に依存していることがわかった。またgmが大きな種ではポリアミンがCO2固定に役立っており、ポリアミンが樹木の多様なCO2固定様式をもたらしていることがわかった。またポリアミンとルビスコの相補的な関係と共に、最適な光合成能が変動することがわかってきた。今後温暖化による気候変動が、LMAとLLSを評価軸としたルビスコの相補的な関係の崩れをもたらし、光合成の低下、ひいては樹木や陸域生態系の衰退を導く可能性が始めて示された。
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