2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of plant cultivation equipment capable of providing extreme growth environment and the analysis of the potential of plants
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26550097
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
赤松 史光 大阪大学, 工学研究科, 教授 (10231812)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 潤 大阪大学, 工学研究科, 講師 (70550151)
小林 昭雄 大阪大学, 工学研究科, 招へい教授 (30115844)
木村 泰裕 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教 (10432361)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物育成 / 極限環境 / 高圧 / 光合成速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度に引き続き，光合成速度および暗呼吸速度に対して圧力が与える影響に関する実験的な研究を行った．本研究では，これまでに本研究で構築してきた，植物育成チャンバー（圧力，温度，光量，ガス組成を任意に変更可能）を用いて，育成環境の雰囲気が育成時間の経過とともに変化する“閉鎖系”における実験を行ってきた．本年度は，逐次変化に対する知見や育成条件の最適化に関する知見を得ることを目的として，雰囲気ガス成分が常に一定となるように，“開放系”の実験装置を構築し，植物育成実験を行うことにより，高圧環境が植物育成の際の見かけの光合成量および暗呼吸量に与える影響を考察した．
開放系において，二酸化炭素分圧を一定に保って全圧を上昇させた条件，および全圧の上昇とともに二酸化炭素分圧が上昇する条件の総光合成速度および暗呼吸速度に対する応答を確認した．その結果，全圧とともに二酸化炭素分圧を上昇させた場合，総光合成速度は増加するが，二酸化炭素分圧を一定に保ったまま全圧を上昇させた場合には，総光合成速度は大きく減少する傾向を示した．この結果は，二酸化炭素分圧の上昇による光合成の促進の効果と酸素分圧の上昇による酸化ストレスの応答によって説明が可能である．
一方で，暗呼吸速度に対しては，全圧とともに二酸化炭素分圧を上昇させた場合には，暗呼吸速度はわずかに増加傾向を示すことがわかる．一方で，二酸化炭素分圧を一定に保ったまま全圧を上昇させた場合には，暗呼吸速度は大きく増加する結果となった．本研究において示された加圧による暗呼吸速度の増加は，酸化ストレス反応に起因する二次代謝による可能性がある．一方で，二酸化炭素分圧を一定に保った条件における全圧の上昇に伴う暗呼吸速度の急激な増加は未知の反応であり，今後の詳細な分析が必要であることが明らかとなった．
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