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大気CO_2濃度上昇への光合成のsource-sink機構を通じた物質生産過程の対応

研究課題

研究課題/領域番号 09440260
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態
研究機関弘前大学

研究代表者

沢田 信一 (澤田 信一)  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (70106839)

研究分担者 臼田 秀明  帝京大学, 医学部, 助教授 (90112755)
杉山 修一  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (00154500)
葛西 身延  弘前大学, 農学生命科学部, 助教授 (10221871)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1997年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワードカルボキシレ-ション効率 / CO_2トランスファーコンダクタンス / フィードバックインヒビション / RuBPカルボキシレース / シンクリミット・コンディション / 高CO_2濃度 / 光合成sourse-sink機構 / ダイズのソース・シンクモデル植物 / カルボキシレーション効率 / 光合成のsource-sink機構 / ダイズのソース・リンクモデル植物 / 光合成source-sink機構 / 葉のsucrose含量 / 物質生産過程 / 光合成CO_2固定 / RuBPcase活性 / sink-limit状態 / 大気CO_2濃度
研究概要

本研究では、ダイズ(Glycine max L. Merr. Cv.Tsurunoko )の一枚の初生葉(source 器官)と根系(sink 器官)のみから成る光合成 source-sinkモデル植物を用いて、高CO_2濃度条件下でのsink-limit 状態における光合成速度低下について、source-sink 制御機構の面から解析を行った。その結果、highCO_2分圧下でsink-limit 状態になったモデル植物における光合成速度低下の主要な原因であるcarboxylation効率の低下は、chloroplast内への大量のstarchの蓄積によって、細胞間隙からchloroplastへのCO_2の拡散、即ちCO_2 transfer conductanceの低下に主に起因していることが明らかとなった。即ち、highCO_2植物においてはCO_2 transfer conductance の低下によって、clhoroplast stroma中のRuBPcaseの基質であるCO_2濃度が低下し、その結果RuBPcaseによる carboxylation反応が低下することによって、光合成速度の低下がもたらされることを示す。以上のことからsource-sink モデル植物を用いた本研究は、highCO_2分圧下でsink-limit状態となり、光合成速度が低下した場合における carboxylation効率低下の要因としてのchloroplast内へのstarch蓄積によるCO_2 transferconductance低下の重要性を明確に示すことができた。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Photosynthesis with single-rooted Amaranthus leaves.I.Changes in the activities of RuBP-1,5-bisphosphate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxylase and the amounts of intermediates in photosynthetic metabolism in response to changes in the source-sink balance"Plant Cell Physiol.. 40. 1143-1151 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Food-Forward effects on the photosynthetic source-sink balance in single-rooted laeves of sweet potato"Plant Production Sci.. 2. 87-91 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Effects of micro-environmental factors on photosynthetic CO_2 uptake and carbon fixation metabolism in a spring ephemeral,Erythronium japonicum,growing in native and open habitats"Ecol.Res.. 14. 119-130 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Homma K,Akashi N.,Sawada S.,et al.: "Geographical variation in the early regeneration process of Siebold's Beech (Fagus crenata BLME)in Japan"Plant Ecol.. 140. 129-138 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kasai M.et al.: "Inhibitory effect of sucrose on the plasma mombranc H^+pump activity and possible involvement of the C-terminal region in the sucrose effect"J.Plant Res.. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Usuda H.et al.: "Development of sink capacity of the storage root in a radish variety with a low ratio of storage root to shoot"Plant Cell Physiol.. 40. 1210-1218 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinichi Sawada, et al.: "Photosynthesis with single-rooted Alnaranthus leaves. I. Changes in the activities of RuBP-1, 5-bisphosphate carboxylase and phospho-enolpyruvate carboxylase and the amounts of intermediates in photosynthetic metabolsim in response to changes in the source-sink balance"Plant Cell Physiol.. 40. 1143-1151 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinichi Sawada, et al.: "Feed-forward effects on the photosynthetic source-sink balance in single-rooted leaves of sweet potato."Plant Production Sci.. 2. 87-91 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideaki Usuda, et al.: "Development of sink capacity of the storage root in a radish cultivar with a high ratio of storage root to shoot."Plant Cell Physiol.. 40. 369-377 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideaki Usuda, et al.: "Development of sink capacity of the storage root in a radish variety with a low ratio of storage root to shoot."Plant Cell Physiol.. 40. 1210-1218 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideaki Usuda, et al.: "The effects of increased atmospheric carbon dioxide on growth, carbohydrates, and photo -synthesis in radish, Raphanus sativus."Plant Cell Physiol.. 39. 1-7 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideaki Usuda & Kousuke Shimogawara: "The effects of increased atmospheric carbon dioxide on growth, carbohydrates, and photosynthesis in radish, Raphanus sativus."G. Garab (ed.). Photoysnthesis : Mechanisms and Effects. Vol. V. 4031-4034

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Photosynthesis with single-rooted Amaranthus leaves. I. Changes in the activities of RuBP-1,5-bisphosphate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxylase and the amounts of intermediates in photosynthetic metabolism in response to changes in the source-sink balance"Plant Cell Physiol.. 40. 1143-1151 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Feed-forward effects on the photosynthetic source-sink balance in single-rooted leaves of sweet potato"Plant Production Sci.. 2. 87-91 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada S.et al.: "Effects of micro-environmental factors on photosynthetic CO_2 uptake and carbon fixation metabolism in a spring ephemeral, Erythronium japonicum, growing in native and open habitats"Ecol. Res.. 14. 119-130 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Homma K., Akashi N., Sawada S.et al.: "Geographical variation in the early regeneration process of Siebold's Beech (Fagus crenata BLME) in Japan"Plant Ecol.. 140. 129-138 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai M.et al.: "Inhibitory effect of sucrose on the plasma membrane H^+ pump activity and possible involvement of the C-terminal region in the sucrose effect"J. Plant Res.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Usuda H.et al.: "Development of sink capacity of the storage root in a radish variety with a low ratio of storage root to shoot"Plant Cell Physiol.. 40. 1210-1218 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Effects micro-environmental factors on photosynthetic CO_2 uptake and carbon fixation metabolism in spring ephemeral. Erythronium japonicum growing a native and open habitats." Ecological Research. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Feed-forward effects on the photosynthetic source-sink balance in single-rooted leaves of sweet potato." Plant Production Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 澤田信一、古川洋、佐藤大輔: "岩木川流域水収支への人間活動の影響の定量的評価" 環境科学会誌. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai,M.et al.: "The activity of the root vacuolar H^+-pyrophosphatase in rye plants grown under conditions deficient in mineral nutrients." Plant & Cell Physiology. 39. 890-894 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai,M.et al.: "Concentration of vanadium in soil water and its effect on the growth and metabolism of rye and wheat plants." Communications in Soil Science and Plant Analysis. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai,M.: "Environmental stresses and plant vacuolar H^+ pumps." Current Topics in Plant Biology. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Usuda.H. and Shimogawara,K.: "The effects of increased atmospheric carbon dioxide on growth,carbohydrates,and photosynthesis in Radish,Raphanus sativus." Plant Cell Physiol.39. 1-7 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Photosynthesis and micro-environmental factors in a spring ephemeral,Erythronium japonicum,from native and open habitats." Eool.Research. 12. 55-62 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sawada,S.et al.: "Dry matter production,population structure and environmental conditions of the spring ephemeral Erythronium japonicum growing in various habitats differing in sunlight exposure in cool temperate Japan." Eool.Research. 12. 89-99 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sugiyama,S.: "Size dependency of reproductive allocation:The influence of resource,competition arul genetic identity in Abution." Func.Eool.12(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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