• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of a state-space model of leaf photosynthetic characteristics for regulation and forecast of whole-plant photosynthesis

Research Project

Project/Area Number 17J04736
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

村上 貴一  山口大学, 創成科学研究科, 特別研究員(PD) (50813903)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords光合成能力 / 順化 / Cytochrome / 変動光 / 光環境 / 分光画像計測 / PRI / 光合成光利用効率 / 光合成電子伝達 / モニタリング / 空間分布
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、光環境に応じた植物個体の各個葉の光合成特性の推移を時系列モデルとして表現することである。このモデルを用いて、近い将来までの環境条件のもとでの個体総光合成量を制御・予測することを目指す。平成30年度は、個葉の光・CO2飽和条件下での光合成速度 (光合成能力) の推移に着目し、光環境制御が光合成能力およびその律速要因である光合成タンパク質複合体cytochrome b6f (cyt-bf) の分解・合成に及ぼす影響を解析した。
光合成能力の順化に関する既往の研究では、成熟葉の光合成能力は受光量の低下に応じて速やかに低下し、それ以降の受光量の再上昇は光合成能力の強光順化応答を誘導しないとされていた。これらの研究成果を受け「葉の強光順化の柔軟性は成熟後徐々に失われる」という作業仮説のもと、成熟葉に対して2-8日間の弱光処理ののち再び強光処理を行う試験区を設け、葉の強光順化応答の柔軟性を調査した。
エンドウを供試植物として、グロースチャンバ内で光環境制御実験を行った。栽培期間を通して強光条件下に置かれた陰性対照区の葉の光合成能力およびcyt-bf量は概ね一定の値となった。一方、弱光処理された陽性対照区の葉のそれらは弱光処理開始以降、指数関数的に減衰した。再強光処理を行った試験区の葉では、弱光処理の日数に依らず、再強光処理後に光合成能力およびcyt-bf量が上昇した。さらにcyt-bfの分解・合成に基づく統計モデリングでは、弱光処理日数が再上昇の時定数に及ぼす影響は小さいことを示唆する結果が得られた。したがって、本研究では、既往の研究から予想される結果とは異なり、少なくともエンドウでは 1) 葉の光合成能力は成熟以降も柔軟に強光に対して順化すること、2) 一週間程度の弱光処理は光合成能力の可逆的な順化を損ねないこと、が明らかとなった。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] The Australian National University(オーストラリア)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Time course of the photochemical reflectance index (PRI) during photosynthetic induction: its relationship with the photochemical yield of photosystem II2018

    • Author(s)
      Murakami Keach、Ibaraki Yasuomi
    • Journal Title

      Physiologia Plantarum

      Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 524-536

    • DOI

      10.1111/ppl.12745

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 成熟した葉の光合成能力は強光順化応答を示さないのか2019

    • Author(s)
      村上 貴一, Wah Soon Chow
    • Organizer
      日本農業気象学会 2019 年全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Time courses of leaf content of cytochrome b6f complex and photosynthetic capacity after changes in growth irradiance2018

    • Author(s)
      Keach Murakami, Hui Zhu, Ling-Da Zeng, Xiao-Ping Yi, Chang-Lian Peng, Wang-Feng Zhang, Wah Soon Chow
    • Organizer
      ComBio2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分光画像計測による光合成速度分布解析の試み2018

    • Author(s)
      村上貴一, 荊木康臣
    • Organizer
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた葉面積推定に関する研究2018

    • Author(s)
      荊木康臣, 水畑順太, 村上貴一
    • Organizer
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Spectral imaging for evaluation of spatial distributions of leaf photosynthetic light use efficiency2018

    • Author(s)
      Keach Murakami, Yasuomi Ibaraki
    • Organizer
      IHC2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分光反射画像計測による葉位別光合成速度推定にむけて: PRIの光応答の評価2017

    • Author(s)
      村上貴一, 荊木康臣
    • Organizer
      日本農業気象学会 中国四国支部大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 葉面反射画像計測による光合成光利用効率の光環境変化に対する応答の評価の試み2017

    • Author(s)
      村上貴一, 荊木康臣
    • Organizer
      日本生物環境工学会2017年松山大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi