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代謝の相互作用から見るシアノバクテリアから陸上植物の葉緑体までの進化

研究課題

研究課題/領域番号 17J09234
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

三角 将洋  早稲田大学, 先進理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード光合成 / 環境応答 / 光合成電子伝達 / 代謝 / 葉緑体呼吸 / 進化 / 呼吸 / シアノバクテリア / 藻類
研究実績の概要

当初本年度は、緑藻Chlamydomonas reinhardtiiを用いて、代謝、特に葉緑体呼吸から光合成に与える影響の程度を変化させる要因の解明、及び真核藻類と陸上植物の間での、葉緑体呼吸の光合成への影響の違いの解明を行う予定であったが、シアノバクテリアを用いた呼吸の光合成への影響の生理学的意義の探求についての研究がメインとなった。
C. reinhardtiiを用いた実験から、葉緑体呼吸の光合成への影響は強光生育条件下、もしくは弱光生育させた株に有機物を添加した場合などで大きくなることが確認された。しかし得られた結果からは、過去の知見と一致しない点も散見され、この原因を本年度中に明らかにすることは困難と判断し、修士課程より扱ってきたシアノバクテリアを用いた研究に焦点を切り替えた。
代謝の光合成への影響は、光合成生物の進化の過程だけでなく、シアノバクテリア内においても種による違いがあることを以前報告している(Misumi et al. 2016)。この影響の程度はNostoc punctiformeなど、自然界での生息地が弱光や暗所であると考えられる種では、他のシアノバクテリアと大きく違うことが示唆された。そこで弱光培養したN. punctiformeでの呼吸の光合成への影響を調べたところ、以前報告した強光生育時とは違い、他のシアノバクテリアと同等な影響を示すことが、クロロフィル蛍光測定から分かった。こうした生育光強度によって呼吸の光合成への影響が変化する表現系はSynechocystisでの、光化学系Iのサブユニットを欠損したΔpsaK2の報告と見かけ上類似していた。N. punctiformeもゲノム上にpsaK2遺伝子のホモログを持たないことから、強光下での呼吸の光合成への影響はPsaK2と強く関係性があり、強光応答として重要な働きを持つ可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of the influence of chlororespiration on the regulation of photosynthesis in the glaucophyte Cyanophora paradoxa2017

    • 著者名/発表者名
      Misumi, M. and Sonoike, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 46100-46100

    • DOI

      10.1038/srep46100

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 暗所でも見られるクラミドモナスの非光化学消光は有機炭素源の有無よりも培養光強度により影響を受ける2019

    • 著者名/発表者名
      三角将洋、園池公毅
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reevaluation of the method to determine maximum quantum yield of photosystem II in Chlamydomonas reinhardtii2018

    • 著者名/発表者名
      三角将洋、園池公毅
    • 学会等名
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水に溶かした色素タンパク質や膜標品のHPLC直接導入法による色素分析方法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      高市真一・大越慧・大友征宇・三角将洋・園池公毅
    • 学会等名
      日本植物生理学会題59回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 暗所でも光合成もっとも原始的な藻類・灰色藻が明らかにする藻類の驚くべき進化

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/50221

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 暗所でも光合成 もっとも原始的な藻類・灰色藻が明らかにする藻類の驚くべき進化

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/50221

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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