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分光イメージングと微気象要因解析による光合成調節メカニズムの植物種間差の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15192
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生態・環境
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉浦 大輔  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (50713913)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード微気象 / 光合成 / イネ / 葉面積指数 / 近赤外光 / 光合成有効放射 / 分光計測 / 非構造性炭水化物 / ハイパースペクトル / クロロフィル蛍光
研究成果の概要

マメ科作物やイネにおける、個葉光合成や群落成長の微気象応答およびその品種間差の解明を目的として研究を行った。ダイズやインゲンを用いた研究では、葉に蓄積する非構造性炭水化物による個葉光合成ダウンレギュレーションの生理メカニズムの種間差を明らかにした。群落成長の指標であるLAI(葉面積指数)の非破壊測定法の開発に取り組んだ研究では、イネ群落内外の微気象観測・分光計測から、移植から登熟期までのLAIを連続かつ非破壊的に推定可能になった。この手法を用い、イネ群落成長の微気象応答の品種間差・地域間差を解析する手法までを確立できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の物質生産の基盤である光合成の調節機構の生理メカニズムや種間差、群落レベルの成長量の非破壊測定法を確立できたことで、野外環境における微気象が植物の光合成や成長に与える影響を容易に評価できるようになった。これらの研究成果は、将来環境において、大気CO2濃度の上昇や温暖化が作物の生産性に与える影響を予測することに役立つことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Elevated CO2-induced changes in mesophyll conductance and anatomical traits in wild type and carbohydrate-metabolism mutants of Arabidopsis.2019

    • 著者名/発表者名
      Mizokami Y, Sugiura D, Watanabe CKA, Betsuyaku E, Inada N, Terashima I
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot.

      巻: 70 号: 18 ページ: 4807-4818

    • DOI

      10.1093/jxb/erz208

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interspecific differences in how sink-source imbalance causes photosynthetic downregulation among three legume species.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiura D, Betsuyaku E, Terashima I.
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: 123 号: 4 ページ: 715-726

    • DOI

      10.1093/aob/mcy204

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shoot nitrate underlies a perception of nitrogen satiety to trigger local and systemic signaling cascades in Arabidopsis thaliana.2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Y, Suzuki T, Sugiura D, Kiba T, Sakakibara H, Hachiya T.
    • 雑誌名

      Soil science and plant nutrition

      巻: 65 号: 1 ページ: 56-64

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1537643

    • NAID

      210000012050

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of elevated atmospheric CO2 on respiratory rates in mature leaves of two rice cultivars grown at a free-air CO2 enrichment site and analyses of the underlying mechanisms.2018

    • 著者名/発表者名
      Ko Noguchi, Tomonori Tsunoda, Atsuko Miyagi, Maki Kawai-Yamada, Daisuke Sugiura, Shin-Ichi Miyazawa, Takeshi Tokida, Yasuhiro Usui, Hirofumi Nakamura, Hidemitsu Sakai, Toshihiro Hasegawa
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 59 号: 3 ページ: 637-649

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sink-Source Balance and Down-Regulation of Photosynthesis in Raphanus sativus: Effects of Grafting, N and CO22017

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Daisuke, Watanabe Chihiro K. A., Betsuyaku Eriko, Terashima Ichiro
    • 雑誌名

      Plant & cell physiology

      巻: 58 号: 12 ページ: 2043-2056

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx132

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arabidopsis Phosphatidic Acid Phosphohydrolases Are Essential for Growth under Nitrogen-Depleted Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Yushi, Sato Ryoichi, Madoka Yuka, Ikeda Keiko, Murakawa Masato, Suruga Ko, Sugiura Daisuke, Noguchi Ko, Ohta Hiroyuki, Shimojima Mie
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01847

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 近赤外光・光合成有効放射比の連続測定によるイネ群落の非破壊LAI計測法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦大輔, 福田将大, 細井淳, 近藤始彦
    • 学会等名
      日本作物学会第247回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 非破壊的LAI計測法を応用したイネ群落成長の微気象応答の品種間・地域間差の解明2019

    • 著者名/発表者名
      福田将大, 杉浦大輔
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ品種における内生窒素固定能と非構造性炭水化物含量の関係2018

    • 著者名/発表者名
      岡本 卓哲, 新庄 莉奈, 田中 愛子, 杉浦 大輔, 近藤 始彦
    • 学会等名
      日本作物学会第245回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Genome-Wide Analysis of Gene Expression Regulated by Internal Nitrate in Arabidopsis Thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Okamoto, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Daisuke Sugiura, Takamasa Suzuki, Hitoshi Sakakibara, Takushi Hachiya
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイズとインゲンにみる光合成ダウン/アップレギュレーションの生理生態学的意義2017

    • 著者名/発表者名
      杉浦 大輔, 河野 優, 矢守 航, 寺島 一郎
    • 学会等名
      日本作物学会第244回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 体内の硝酸イオンと同化窒素を一方または両方欠乏させた植物体における遺伝子発現応答の解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡本悠希, 杉浦大輔, 鈴木孝征, 榊原均, 蜂谷卓士
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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