| 研究課題/領域番号 |
19K16162
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
河野 優 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (40838265)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 光合成 / 陸上植物 / 変動光 / 遠赤色光 / プロトン駆動力 / 植物生理生態学 / 電子伝達反応 / 熱散逸 / 緑色植物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
野外植物の曝される光はその強度が激しく変動しており、変動光は葉緑体の光化学系Iを阻害する。光化学系Iを保護する機構を複数持っている野生型でも変動光処理によって光化学系Iが障害を受ける。ところが、変動光の背景光に野外光に含まれるのと同じ程度の遠赤色光を加えると、光阻害はほぼ完全に抑えられた。光合成酸素発生や二酸化炭素固定に直接関与しない遠赤色光は、変動光下の光合成を促進することも示されている。本研究は、光合成を駆動しない遠赤色光が光化学系Iのみを駆動することで、どのような機構で光合成装置の保護や光合成促進に寄与しているのか、徹底解明に取り組んでいる。
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| 研究成果の概要 |
野外植物の曝される光はその強度が激しく変動しており、変動光は葉緑体の光化学系Iを阻害する。変動光の背景光に遠赤色光を加えると、光阻害はほぼ完全に抑えられた。本研究は、「光合成に直接関与しない遠赤色光が光化学系Iを駆動することで共役しておこるイオンの流れがプロトン駆動力を大きくする」という仮説を検証した。遠赤色光の補光は変動光中の弱光期間の光合成速度を増加させる効果があった。この光合成促進は、遠赤色光が葉緑体チラコイド膜の膜電位に影響を与え、プロトン駆動力を大きくしていたことが原因の一つであった。これまで安定した環境下で、かつ光合成励起光下でのみ得られた光合成の知見とは異なる知見が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで光合成分野では無視されてきた遠赤色光が実は光合成の調節に欠かせないという知見は、変動光応答に関与する因子を植物が最大限かつ適切に利用する環境要因として、遠赤色光が必須であることを意味している。光合成における遠赤色光の意義の解明は、変動光分野だけでなく、光合成研究における先導的な結果を与えるきっかけになるはずである。また、野外植物が自然光下で行う真の光環境応答を知る上での手がかりになる重要な研究として位置付けられる。
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