2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanism for novel plant cultivation technology, Shigyo method: Plant response to alternating irradiation of red and blue
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26660028
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
執行 正義 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (40314827)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 赤色LED / 青色LED / 光合成有効光量子束密度 / フォトトロピン変異体 / 赤青同時照射 / 赤青交互照射 / シロイヌナズナ / R/B比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モデル植物であるシロイヌナズナ（‘コロンビア’）を最適な赤青比（R/B比＝1：2）を用いた同時照射により栽培して①赤色および青色光照射時，②光切り替え直前，③光切り替え直後および④暗期時の4時点の植物体から抽出した全RNAをそれぞれマイクロアレイ解析に供試し，生育促進に関連することが予想される遺伝子の発現量の増減に関するヒートマップを作成した．その結果，39個の光受容体に関連する遺伝子，329個の光応答関連遺伝子，84個のアミノ酸関連遺伝子，81個の窒素代謝関連遺伝子，107個の光合成関連遺伝子，62個の概日リズム関連遺伝子，223個の糖新生/糖分解関連遺伝子および494個の細胞周期関連遺伝子が検出された．①および②の時点では，フィトクロムやアミノ酸の合成に関連した遺伝子が，また，③では，開花に関連する遺伝子の発現量がそれぞれ増加していた。昨年度の交互照射の試験結果では，赤色照射時にグルタミン酸合成酵素関連遺伝子が，青色照射時にグルタミン合成酵素関連遺伝子が発現しており，GS-GOGATサイクル中の遺伝子群の発現量に波長選択性がみられた．本研究の同時照射の試験においては，同サイクルの遺伝子発現量は概ね①および②の赤青同時照射の期間に多くなり，明期と暗期の間に大きな発現量の差がみられた．赤青を同時に照射すると同サイクルの遺伝子群が一斉に発現することが示された．以上より，同サイクル中の代謝経路の一部分の活性が赤色照射時に促され，残りの部分の活性が青色照射時に喚起されることが明確になり，光質による遺伝子発現の仕分け効果が交互照射による生育促進の要因となっていることが示唆された．
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