2017 Fiscal Year Annual Research Report
photosynthesis under drought: Survey and analysis of the senergy dissipation mechanism that produced terrestrial plant
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26440139
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
伊藤 繁 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (40108634)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光合成 / 乾燥耐性 / 励起エネルギー移動 / クロロフィル / 光障害 / 光化学系 / 環境応答 / 地衣類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高等植物は、根からの水供給により乾燥下でも光合成をするが、水供給が途切れると、「光障害」（光で有害ラジカルができる）で死ぬ。他方、維管束系を持たない地衣類（藻類/シアノバクテリアを内部共生する菌類）の多く、藻類、コケの一部は、細胞内まで乾燥しても、太陽光下で枯死せず、濡れるとすぐに光合成を再開する。この機構を検討した。
地衣類の多くは、乾燥下で光エネルギーを高速に熱変換し光障害を防ぐ事を、ピコ秒レーザとストリークカメラによるクロロフィル蛍光寿命測定で明らかにした。検討した地衣類の大部分の蛍光寿命は、湿潤時0.2-1ナノ秒から乾燥時は1/10に短縮された。乾燥で光合成色素系内に生じた消光物質が、光化学反応（0.2ナノ秒）より早く光エネルギーを熱散逸させて、有害ラジカル形成を防ぐ「過剰励起エネルギー散逸機構」が働く事を示した。
このような特性を、乾燥耐性を示す地衣類の多く（48/50種）、コケの一部（6種）、シアノバクテリア(４種) などで見出した。「過剰エネルギー散逸機構」には少なくとも４タイプがあり、種間差があることも明らかにした。一方、維管束植物10種、水性藻類１0種にはこの能力は見られなかった。さらに乾燥耐性と光耐性の関連を、独Wurzburg大学Heber名誉教授(2016年6月逝去)の協力で入手した、「陰生」と「陽生」の近縁でかつ乾燥耐性を示すコケ２種で調べた。両種ではそれぞれ異なる消光機構が乾燥誘導された。これらは湿潤下で光障害防止に働く「非光化学的消光機構（NPQ）」と直接関係ないことも明らかにした。成果は原核光合成生物国際会議（独2015・Aug）、国際光合成会議（蘭2016・Aug）、同アンテナタンパク質サテライト会議（蘭2016・Aug）で発表し、論文（Photosynthesis Res. 2017）出版した。
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Research Products
(11 results)
