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植物の水利用効率:スクリーニングのための可視化技術の開発とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0170
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

矢守 航  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90638363)

研究分担者 寺島 一郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40211388)
大政 謙次  高崎健康福祉大学, 農学部, 教授 (70109908)
杉浦 大輔  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (50713913)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード光合成 / 水利用効率 / 可視化 / クロロフィル蛍光 / 環境応答 / 乾燥ストレス / 気孔 / サーモグラフィ / 蒸散 / 電子伝達
研究成果の概要

灌漑水を節減した条件下で、生産性を維持・向上する節水型農業が求められており、植物の水利用効率の向上に関する研究は必須である。本研究課題では、節水条件において高い生産性を示す植物の創成を目指し、基盤研究を行った。クロロフィル蛍光パラメータと葉温の画像を同時計測するシステムを開発し、水利用効率の形質計測と遺伝子のスクリーニングに適用できることを明らかにした。また、植物の水利用効率の遺伝的改良に向けた基盤研究を行った結果、灌漑水の節減条件下における物質生産能力の強化に有効な因子を複数見出すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

灌漑水を節減した条件下で、生産性を維持・向上する節水型農業が求められており、植物の水利用効率の向上に関する研究は必須である。本研究課題では、植物の水利用効率の可視化装置のプロトタイプを開発することができた。これによって、今後、植物の水利用効率の決定機構の解明と同時に、灌漑水の節減条件において高い物質生産能力を有する植物の創出を目指すことが可能となった。投入資源を節減しながら優れた生産性を維持し、かつ環境と調和した農業を目指していくことは、途上国における生産性改善に寄与するとともに、作物栽培の低コスト化や節水農業が推進されているわが国においても重要な方向といえる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 5件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Drought stress reduces crop carbon gain due to delayed photosynthetic induction under fluctuating light conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Sakoda Kazuma、Taniyoshi Kazuki、Yamori Wataru、Tanaka Yu
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 174 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1111/ppl.13603

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimum root zone temperature of photosynthesis and plant growth depends on air temperature in lettuce plants2022

    • 著者名/発表者名
      Yamori Namiko、Levine Christopher P.、Mattson Neil S.、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: not determined 号: 4-5 ページ: 385-395

    • DOI

      10.1007/s11103-022-01249-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards improved dynamic photosynthesis in C3 crops by utilising natural genetic variation2022

    • 著者名/発表者名
      Sakoda Kazuma、Adachi Shunsuke、Yamori Wataru、Tanaka Yu
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: not determined 号: 10 ページ: 3109-3121

    • DOI

      10.1093/jxb/erac100

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stomatal, mesophyll conductance and biochemical limitations to photosynthesis during induction2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Sakoda, Wataru Yamori, Michael Groszman and John Evans
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 185 号: 1 ページ: 146-160

    • DOI

      10.1093/plphys/kiaa011

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Minimizing VPD Fluctuations Maintains Higher Stomatal Conductance and Photosynthesis, Resulting in Improvement of Plant Growth in Lettuce2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayasu、Sunaga Motoo、Ito Mutsuhiro、Yuchen Qu、Matsushima Yoriko、Sakoda Kazuma、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 646144-646144

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.646144

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overexpression of both Rubisco and Rubisco activase rescues rice photosynthesis and biomass under heat stress2021

    • 著者名/発表者名
      Qu Yuchen、Sakoda Kazuma、Fukayama Hiroshi、Kondo Eri、Suzuki Yuji、Makino Amane、Terashima Ichiro、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 44 号: 7 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1111/pce.14051

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation of the photosystem II core complex is independent of chlorophyll degradation mediated by Stay-Green Mg2+ dechelatase in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Ying、Yamori Wataru、Tanaka Ayumi、Tanaka Ryouichi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: - ページ: 110902-110902

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2021.110902

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased Cuticle Permeability Caused by a New Allele of ACETYL-COA CARBOXYLASE1 Enhances CO2 Uptake2020

    • 著者名/発表者名
      Monda Keina、Mabuchi Atsushi、Takahashi Sho、Negi Juntaro、Tohmori Ryoma、Terashima Ichiro、Yamori Wataru、Iba Koh
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 184 号: 4 ページ: 1917-1926

    • DOI

      10.1104/pp.20.00978

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collaboration between NDH and KEA3 Allows Maximally Efficient Photosynthesis after a Long Dark Adaptation2020

    • 著者名/発表者名
      Basso Leonardo、Yamori Wataru、Szabo Ildiko、Shikanai Toshiharu
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 184 号: 4 ページ: 2078-2090

    • DOI

      10.1104/pp.20.01069

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Higher Stomatal Density Improves Photosynthetic Induction and Biomass Production in Arabidopsis Under Fluctuating Light2020

    • 著者名/発表者名
      Sakoda Kazuma、Yamori Wataru、Shimada Tomoo、Sugano Shigeo S.、Hara-Nishimura Ikuko、Tanaka Yu
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1609-1609

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.589603

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rice Cultivar Takanari Has Higher Photosynthetic Performance Under Fluctuating Light Than Koshihikari, Especially Under Limited Nitrogen Supply and Elevated CO22020

    • 著者名/発表者名
      Ohkubo Satoshi、Tanaka Yu、Yamori Wataru、Adachi Shunsuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1308-1308

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.01308

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concurrent Increases in Leaf Temperature With Light Accelerate Photosynthetic Induction in Tropical Tree Seedlings2020

    • 著者名/発表者名
      Kang Hui-Xing、Zhu Xin-Guang、Yamori Wataru、Tang Yan-Hong
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1216-1216

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.01216

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Far-Red Light Accelerates Photosynthesis in the Low-Light Phases of Fluctuating Light2019

    • 著者名/発表者名
      Kono Masaru、Kawaguchi Hikaru、Mizusawa Naoki、Yamori Wataru、Suzuki Yoshihiro、Terashima Ichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 1 ページ: 192-202

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz191

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Whole Irradiated Plant Leaves Showed Faster Photosynthetic Induction Than Individually Irradiated Leaves via Improved Stomatal Opening2019

    • 著者名/発表者名
      Shimadzu Shunji、Seo Mitsunori、Terashima Ichiro、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 1512-1512

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01512

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-yielding rice Takanari has superior photosynthetic response to a commercial rice Koshihikari under fluctuating light2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shunsuke、Tanaka Yu、Miyagi Atsuko、Kashima Makoto、Tezuka Ayumi、Toya Yoshihiro、Kobayashi Shunzo、Ohkubo Satoshi、Shimizu Hiroshi、Kawai-Yamada Maki、Sage Rowan F、Nagano Atsushi J、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 号: 19 ページ: 5287-5297

    • DOI

      10.1093/jxb/erz304

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Natural genetic variation of the photosynthetic induction response to fluctuating light environment2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yu、Adachi Shunsuke、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 49 ページ: 52-59

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2019.04.010

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of co-overproduction of sedoheptulose-1,7-bisphosphatase and Rubisco on photosynthesis in rice2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yuji、Wada Shinya、Kondo Eri、Yamori Wataru、Makino Amane
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 65 号: 1 ページ: 36-40

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1530053

    • NAID

      210000012043

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナAcetyl-CoA Carboxylase 1変異体の新規アレルが引き起こすクチクラ透過性の上昇は、CO2取り込み効率を向上させる2020

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈, 高橋將, 馬渕敦士, 袮冝淳太郎, 寺島一郎, 矢守航, 射場厚
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] BSD2は酸化失活ルビスコを還元再活性化し,光合成活性を増強する2020

    • 著者名/発表者名
      Florian, A Busch,冨永 淳,高橋 俊一,矢守 航,Sara E. Milward,西村 浩二,戸田 陽介,高見 常明, 渡邊 俊介,木下 俊則,坂本 亘,坂本 敦,島田 裕士
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 耐陰性植物クワズイモのクロロフィルタンパク質複合体:PSI光阻害に対する耐性 メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      寺島 一郎,舟山(野口) 幸子,上園 幸史,鈴木 祥弘,矢守 航,河野 優
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of far-red light in efficient photosynthesis in fluctuating light.2020

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kono, Wataru Yamori, Ichiro Terashima
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The regulation of the pmf by the NDH complex and KEA32020

    • 著者名/発表者名
      Leonardo Basso, Wataru Yamori, Toshiharu Shikanai.
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Metabolic and diffusional limitations of photosynthesis under fluctuating light conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru YAMORI
    • 学会等名
      The Ecological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変動光条件の光合成速度に対するCO2濃度と施肥窒素量の相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      大久保智司, 矢守航, 田中佑, 齊藤大樹, 安達俊輔
    • 学会等名
      日本光合成学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学的根拠に基づく植物工場における新規照明システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      矢守 航
    • 学会等名
      日本生物環境工学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気孔応答は変動光条件下におけるバイオマス向上のターゲットとなる2019

    • 著者名/発表者名
      木村遼希, 橋本(杉本)美海, 射場厚, 寺島一郎, 矢守航
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クチクラ形成異常により表皮透過性が高まったシロイヌナズナ変異体ihc1の光合成特性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈, 東森崚馬, 高橋將, 袮冝淳太郎, 馬渕敦士, 寺島一郎, 矢守航, 射場厚
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気孔を介したsystemic signalingが光合成誘導を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      島津舜治, 瀬尾光範, 寺島一郎, 矢守航
    • 学会等名
      日本作物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気孔応答の最適化は野外光環境における光合成を強化する2018

    • 著者名/発表者名
      木村遼希, 寺島一郎, 矢守航
    • 学会等名
      日本光合成学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気孔応答強化が生産性に及ぼす影響の解析2018

    • 著者名/発表者名
      木村遼希, 橋本(杉本)美海, 射場厚, 寺島一郎, 矢守航
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 変動する光に対する植物葉内のCO2挙動2022

    • 著者名/発表者名
      迫田和馬、矢守 航
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      植調
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Strategies for engineering photosynthesis for enhanced plant biomass production2021

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yamori
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      Springer-Nature
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 世界における人工光型植物工場R&Dとビジネスの急拡大2019

    • 著者名/発表者名
      矢守 航
    • 総ページ数
      100
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Handbook of Plant & Crop Stress, 4th Edition2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukagoshi S. & Yamori W.
    • 総ページ数
      974
    • 出版者
      CRC Press
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 環境制御された実験室とは異なる野外の光環境に対する光合成応答.2018

    • 著者名/発表者名
      矢守 航, 河野 優 & 寺島 一郎
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      生物の科学 遺伝
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 環境変動に対する気孔と光合成の応答2018

    • 著者名/発表者名
      木村遼希, 寺島一郎 & 矢守 航
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      光合成研究
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2023-01-30  

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