| 研究課題/領域番号 |
20H02891
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
樋口 恭子 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (60339091)
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| 研究分担者 |
齋藤 彰宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (10610355)
栗田 圭輔 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (10757925)
鈴井 伸郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子バイオ基盤研究部, 上席研究員 (20391287)
酒井 卓郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (70370400)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 鉄 / 光化学系 / 電子伝達 / タンパク質複合体 / オオムギ / ソルガム / QTL解析 / 形質転換イネ / チラコイド膜 / RIパルスラベル / QTL / ライブイメージング / 光合成 / 鉄欠乏 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
葉緑体内の光化学系は大量の鉄を必要とする。鉄欠乏時に光合成鉄利用効率（鉄1モルあたりの同化CO2モル数）を上昇させられるかどうか、すなわち少ない鉄で光合成を行うことができるかどうか、はオオムギ品種間で大きく異なることを代表者らは見出した。この差異をもたらす要因として、細胞内の少ない鉄を効率よく光化学系Iに挿入すること、およびオオムギ特異的なアンテナタンパク質による系II・系I間の励起バランスの調節、の2点が分かってきたが、その調節機構は不明である。本研究は光合成の鉄欠乏順応において特徴的なオオムギ品種間でQTL解析を行い、光合成装置の栄養欠乏に対する多様な未知の順応機構を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
光合成の光化学反応には大量の鉄が必要であるが、オオムギやソルガムの一部の品種は鉄欠乏により葉の鉄含量が大きく低下しても、光合成速度の低下幅を小さくできる。この鉄欠乏順応機構として、チラコイド膜への鉄配分の増加、タンパク質複合体の再編による、光のエネルギーの利用や電子伝達の調節、を見出した。これらの機構を支配する遺伝子を特定するための分子遺伝学的解析にも着手した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
緑色植物にとって光合成は基盤的な機能であるため、近年はもっぱらモデル植物を用いて光化学系の環境応答の研究が行われ、得られた知見は緑色植物において普遍的であると考えられがちである。しかし植物種により、また系統・品種により、光化学系は多様な順応機構を持つことが明らかになりつつある。また環境要因として光強度、温度、水分条件が良く研究されている一方、電子伝達の触媒である遷移金属の欠乏に対する応答については研究例が少ないのが現状である。緑色植物の多様なエネルギー利用機構を知ることは、人間が行うエネルギー利用のレジリエンスを向上させるのにも貢献するだろう。
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