| 研究課題/領域番号 |
20H03017
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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40010:森林科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
田中 亮一 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20311516)
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| 研究分担者 |
秋本 誠志 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40250477)
北尾 光俊 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (60353661)
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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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 光合成 / 樹木 / 光化学系２ / 常緑針葉樹 / 熱放散 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
寒冷域で常緑針葉樹が越冬するためには、細胞や組織が凍結耐性をもつだけでなく、光化学系が光障害を受けないことが重要である。常緑針葉樹は気温に応じて、99%の光エネルギーを放散することのできる可逆的な調節メカニズムを持ち、低温下での光障害を防いでいる。このメカニズムを分子レベルで解明するため、本研究では、申請者らが共同で開発した高解像度タンパク質複合体分離技術にピコ秒単位での分光学的測定、網羅的な複合体プロテオミクス、RNAseqを組み合わせ、トドマツ（マツ科）、イチイ（イチイ科）、ヒノキアスナロ（ヒノキ科）を対象に、冬期の常緑針葉樹に特有の光合成調節機構の総合的な理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
一般的に植物は低温下において、光合成電子伝達が原因となる傷害を起こすことが知られている。常緑樹はこのような傷害を防ぐため、冬季は光化学系IIでの持続的な熱放散を行っている。本研究では、この熱放散の分子機構を明らかにするため、イチイ、トドマツなどの常緑針葉樹を材料として、複数の光環境下において、RNA、タンパク質、タンパク質複合体、光合成色素、光合成エネルギー移動に関する総合的な解析を行い、ELIPとよばれる色素結合タンパク質がこのプロセスに関わることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物が低温で光傷害を起こすという現象は広く知られている。このような光傷害への感受性には種間差がある。また、さまざまな環境要因が光傷害への感受性に影響をしている。本研究は、なぜ常緑樹は低温での光傷害に強いのか、という疑問を出発点として、その仕組の一端の解明につながる発見をした。とくにELIPという色素結合タンパク質が冬季の光化学系での熱放散に関わることを示すデータを得た。また、樹種によって、複数の熱放散の分子機構を持つ可能性を示す知見を得た。このような知見は、常緑樹の低温での光感受性の分子基盤として、将来、森林学、生態学の分野において活用されることが期待される。
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