2018 Fiscal Year Annual Research Report
What is photosynthetically active radiation? –Roles of far-red light which excites PSI
Publicly Offered Research
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
17H05718
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
寺島 一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40211388)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光合成有効放射 / 光化学系Ⅰ / 遠赤光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
野外光環境は激しく変動しており、変動光は葉緑体のPSIを阻害する。種々のPSI保護機構を備えている野生型植物でも、温和な条件の変動光処理によってPSIが障害を受ける。PSIの修復は遅いこと、かつ野外では光強度が変動することから、PSIは保護されなければならない。申請者らは、野外光環境にはPSIのみを励起するFR光（> 700 nm）が豊富に含まれていることに注目した。シロイヌナズナ野生型や野外植物の葉に、変動光に加えてFR光を補光したところ、PSIの光阻害はほぼ完全に抑えられた。
本年度は、FR光による補光が光合成に与える影響を光合成の「調節」の観点から解析する研究を推進した。CO2の取込速度（光合成速度）を測定したところ、FR光は変動光弱光期の光合成速度を促進した。515 nmによる葉緑体チラコイド膜の膜電位変化の測定から、FR光はなんらかの機構でΔψを大きくすることでpmfを大きくすることが示唆された。さらに、ΔpH成分を小さくすることで、強光から弱光に切り替わった時のPSIIのNPQのすみやかな解消にも貢献した。
また、陰生植物クワズイモが光化学系Iに多くの光エネルギーを分配することも見いだした。遠赤光の多い緑陰環境で生育することを考えると意外な結果である。
申請者らのこれまでの研究により、変動光はPSIをターゲットとしたストレス要因になりうる普遍的な現象であることが明らかになり、その傷害を回避して効率よく光合成を行うためには、植物がもつ種々の代替経路だけでなく、FR光の関与が必要であることが実証できた。さらに、これまで光合成測定において無視されがちであったFR光の生理生態学重要性を示した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
