| 研究課題/領域番号 |
20H02966
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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39020:作物生産科学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
谷口 光隆 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (40231419)
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| 研究分担者 |
大井 崇生 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60752219)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | C4植物 / 葉緑体 / 光合成 / 環境ストレス / 葉緑体運動 / CO2 / 葉肉細胞 / シコクビエ / 低温 / 光阻害 / 光呼吸 / ミトコンドリア / 形質転換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
C4植物が環境ストレスを受けると，葉肉細胞の周縁部に散在している葉緑体は維管束鞘細胞側に移動する“凝集運動”を起こす。この凝集運動はC4植物全般で起こり，その誘導には葉内CO2濃度の低下が関係していることを申請者らは見出したが，その誘導機構の詳細は不明である。本研究では，凝集運動の誘導機構と生理的役割を解明して，葉緑体凝集運動をC4植物が発揮する高い光合成能およびストレス耐性能の一要因として位置づけられるかを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
C4植物が環境ストレスを受けると、葉肉細胞の周縁部に散在している葉緑体は維管束鞘細胞側に移動する“凝集運動”を起こす。本研究では、凝集運動の誘導機構と生理的役割を解明することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。
① C4植物における凝集運動の普遍性を3種のC4サブタイプを含む異なる11の進化系統に渡る計36種のC4植物において確認した。② 葉内CO2濃度の低下は青色光下での凝集運動を促進する。③ 凝集運動は明所下での低温ストレスによっても起こる。④ 凝集運動の誘導に光呼吸が関与している可能性がある。⑤ C3植物の葉肉葉緑体では凝集配置とは異なる偏在配置が生じる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
凝集運動は、高温，強光，乾燥などの過酷な環境下でも旺盛に生育するC4植物が獲得した生存戦略の一つである可能性が高い。凝集運動がC4植物全般で起こるとともに、低温ストレスでも誘導され、葉内CO2濃度低下や光呼吸との関連性が示されたことから、この葉緑体運動がストレス下での光合成能維持やストレス耐性能発揮のために重要であることがより鮮明となった。今後、運動の分子機構を明らかにし，作物の光合成能やストレス耐性能向上のための新たな分子基盤を提供できると考えられる。
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