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Development of plant light adaptation to weak light

Research Project

Project/Area Number 20H03033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Gotoh Eiji  九州大学, 農学研究院, 准教授 (90614256)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Keywords柵状組織細胞の形状 / 葉緑体光定位運動 / 柵状組織細胞 / 光環境適応 / 葉構造変化 / 光環境 / 葉緑体の細胞内局在変化 / 光適応 / 葉緑体運動
Outline of Research at the Start

森林の生物多様性の維持とその機能を最大化させる保全対策を確立するうえで、下層植生の生存戦略を理解することは重要である。申請者らは、日本各地の様々な植生の林床に生育する150種以上の植物について、柵状組織細胞の形状および葉緑体の細胞内配置を調べ、細胞形状が光環境に適応していることを発見した。そこで本研究では、新発見の柵状組織細胞の形状が植物の生育に与える意義、および細胞の形成を司る遺伝子を同定する。

Outline of Final Research Achievements

Understanding the survival strategies of understory vegetation is critical to maintain forest biodiversity and maximize its functions. The applicants studied the shape of palisade cells and the intracellular arrangement of chloroplasts in more than 150 plant species growing on the forest floor of various vegetation types in various regions of Japan. They found that the palisade cell shape is adapted to the light environment. In other words, most plant species growing on the dark forest floor showed cones in their palisade cells. Furthermore, they identified the gene responsible for forming the cone-shaped cells using a plant species with a genetically stable palisade cell shape.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鬱蒼とした暗い林床でのみ生育に適している、逆円錐形の柵状組織細胞は、光の効率的な光受容には有効であるが、一方、強光下でも葉緑体が強光を回避し逃避する場所がないため、半日陰や時折強光を直接受ける(木漏れ日のある)場所では生育できない。このことは、柵状組織細胞の形状と葉緑体運動のパターンから、鬱蒼とした暗い林床でのみ生育可能な貴重種を特定することが可能となり、生物多様性の維持や森林生態系の機能を強化する保全対策を立案する上で重要な情報を提供できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A tonoplast‐localized magnesium transporter is crucial for stomatal opening in Arabidopsis under high Mg <sup>2+</sup> conditions2022

    • Author(s)
      Inoue Shin‐ichiro、Hayashi Maki、Huang Sheng、Yokosho Kengo、Gotoh Eiji、Ikematsu Shuka、Okumura Masaki、Suzuki Takamasa、Kamura Takumi、Kinoshita Toshinori、Ma Jian Feng
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 236 Issue: 3 Pages: 864-877

    • DOI

      10.1111/nph.18410

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A PSTAIRE-type cyclin-dependent kinase controls light responses in land plants2022

    • Author(s)
      Bao Liang、Inoue Natsumi、Ishikawa Masaki、Gotoh Eiji、Teh Ooi-Kock、Higa Takeshi、Morimoto Tomoro、Ginanjar Eggie Febrianto、Harashima Hirofumi、Noda Natsumi、Watahiki Masaaki、Hiwatashi Yuji、Sekine Masami、Hasebe Mitsuyasu、Wada Masamitsu、Fujita Tomomichi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1126/sciadv.abk2116

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 葉緑体集合反応は植物のバイオマスを増大させる2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Journal Title

      光合成研究

      Volume: 31(2) Pages: 93-100

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 光環境への適応における葉緑体光定位運動の役割2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Journal Title

      BSJ-Review

      Volume: 12 Issue: A Pages: 45-51

    • DOI

      10.24480/bsj-review.12a6.00199

    • ISSN
      2432-9819
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light-Induced Chloroplast Movements in Oryza species2020

    • Author(s)
      Kihara Miki, Ushijima Tomokazu, Yamagata Yoshiyuki, Tsuruda Yukinari, Higa Takeshi, Abiko Tomomi, Kubo Takahiko, Wada Masamitsu, Suetsugu Noriyuki, Gotoh Eiji
    • Journal Title

      journal of Plant Research

      Volume: 133 Issue: 4 Pages: 525-535

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01189-w

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phototropin 2 contributes to the chloroplast avoidance response at the chloroplast-plasma membrane interface2020

    • Author(s)
      Ishishita K, Higa T, Tanaka H, Inoue S, Chung A, Ushizima T, Matsushita T, Kinoshita T, Nakai M, Wada M, Suetsugu N, Gotoh E
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 59-59

    • DOI

      10.1104/pp.20.00059

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 福岡県におけるナガボノウルシの新産地2020

    • Author(s)
      田中秀一、後藤栄治
    • Journal Title

      The Journal of Phytogeography and Taxonomy

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 147

    • DOI

      10.18942/chiribunrui.0682-12

    • NAID

      130007951887

    • ISSN
      0388-6212, 2433-0469
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微弱光環境に生育する植物の光獲得戦略2023

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      第134回日本森林学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Adaptation to weak light environments in plants -Chloroplast photorelocation movements and leaf anatomy changes-2022

    • Author(s)
      Eiji Gotoh
    • Organizer
      International Congress on Photosynthesis Research 2022
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光合成依存的な葉緑体光定位運動の分子機構解明のための 順遺伝学的解析2022

    • Author(s)
      平野 麻子,木原 后紀,後藤 栄治
    • Organizer
      第86回日本植物学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 光センサーを介した葉構造変化2022

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物の弱光環境適応における葉緑体運動の意義に関する研究2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本農学進歩賞 受賞講演
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 植物の光環境適応における光応答反応の意義に関する研究2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変動する光環境に対する葉緑体の細胞内局在変化2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 光合成に依存した葉緑体の局在変化には CHUP1 と KAC が関与する2021

    • Author(s)
      木原后紀、末次憲之、西浜竜一、河内孝之、後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 光合成依存の葉緑体運動の順遺伝学的解析2021

    • Author(s)
      平野麻子、木原后紀、後藤栄治
    • Organizer
      九州沖縄植物学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 同一個体内の異なる光環境に生育する葉における葉緑体運動の役割2021

    • Author(s)
      丸山祐汰、田中秀一、後藤栄治
    • Organizer
      九州沖縄植物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 柵状組織細胞の逆円錐化は葉の光の吸収量を高める2021

    • Author(s)
      田中秀一、丸山祐汰、後藤栄治
    • Organizer
      九州沖縄植物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Chloroplast accumulation response enhances leaf photosynthesis and plant biomass production.2021

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本森林学会
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 葉緑体光定位運動における新たな制御機構2020

    • Author(s)
      後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 光合成依存の葉緑体光定位運動2020

    • Author(s)
      木原后紀、末次憲之、西浜竜一、河内孝之、後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆円錐形の柵状組織細胞は植物の弱光環境への適応機構である2020

    • Author(s)
      田中秀一、孫田佳奈、瀬戸口浩彰、和田正三、後藤栄治
    • Organizer
      日本植物学会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] biochemical approach for discovery of novel factors involved in chloroplast photorelocation movement2020

    • Author(s)
      比嘉毅、後藤栄治、和田正三、中井正人
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] 木本植物の被食防衛2023

    • Author(s)
      小池 孝良、塩尻 かおり、中村 誠宏、鎌田 直人
    • Total Pages
      280
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320058408
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004658/index.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://gotohlab2019.wixsite.com/mysite

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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