| 研究課題/領域番号 |
20K06187
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40030:水圏生産科学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
遠藤 光 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (00523630)
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| 研究分担者 |
奥村 裕 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主任研究員 (80371805)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 海藻 / 温暖化 / 光阻害 / 抗酸化物質 / 非光化学的消光 / 光順化 / 栄養塩濃度 / 熱放散 / キサントフィルサイクル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物では、高温・低温条件で強光に曝されると、過剰な光によって活性酸素種が発生し、その結果、光合成活性が低下するが（光阻害）、上記の条件で中長期的に順化されると、光を熱として放散したり（熱放散）、あるいは活性酸素種を消去する抗酸化物質を生産したりする光防御機構を発現し、順応することが知られている。
一方、ワカメやヒジキ等の褐藻類では、高温や低温・強光条件で成長が抑制されることが知られているが、光防御機構に関する知見は少ない。そこで本研究では、褐藻数種の光阻害の指標（Fv/Fm）、熱放散の指標（NPQ）、抗酸化物質の含有量に対する光・温度順化の複合作用を評価し、光防御機構が発現する条件を解明する。
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| 研究成果の概要 |
陸上植物では、低温あるいは高温かつ強光で順化すると、光阻害が発生して成長が抑制されるのに対して、光阻害を抑制する抗酸化物質の生産や熱放散が増加することが知られている。一方、本研究においてヒバマタ目ホンダワラ科褐藻2種を低温あるいは高温かつ強光で順化した結果、光阻害が発生し、抗酸化物質や熱放散が増加したものの、成長が抑制されず、むしろ促進される場合が多いことが分かった。また、コンブ目褐藻ワカメを高温・強光で順化した結果、抗酸化物質の生産はあまり変化せず、熱放散を駆動するキサントフィルサイクル色素は増加するが、同色素の脱エポキシ化が抑制され、熱放散自体は減少することが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物では、キサントフィルサイクル色素の脱エポキシ化による熱放散の特性を制御することによって生産量が増加することが報告されているため、このような植物特性の制御は温暖化の中での食糧生産を保障する技術として期待されているが、本研究は、同色素の脱エポキシ化および熱放散が高温によって抑制される場合があることを示した。このため、植物でも同様の現象が認められる場合、食糧生産を保障するためには熱放散の制御に関わる更なる研究が必要である。このように、本研究成果は将来の食糧生産の保障に関わる新規知見を含む点で学術的にも社会的にも意義がある内容である。
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