| 研究課題/領域番号 |
21H02089
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
島田 裕士 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (80301175)
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| 研究分担者 |
冨永 淳 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 助教 (20788632)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | Rubisco / 光合成 / 酸化還元 / 酸化ストレス / ガス交換 / 日変化 / ダウンレギュレーション / BSD2 / ルビスコ / 酸化失活 / ストレス / ジスルフィド結合 / 窒素 / 酸化 / redox |
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| 研究開始時の研究の概要 |
・圃場の自然環境で栽培される作物を調査して，Rubiscoの酸化が光合成と窒素転流を介して窒素利用効率にどのように関与しているのか明らかにする。
・BSD2を作物で高発現させてRubiscoの酸化を抑えることで，環境ストレス下で光合成を維持し，バイオマス生産や収量，窒素利用効率を向上させられるか検証する。
・大腸菌によるRubisco発現系を用いてCys残基を改変したRubiscoの機能解析を行い，Rubiscoの酸化失活・分解メカニズムを分子レベルで解明し，酸化耐性Rubiscoを作出する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、作物の生産性や窒素利用効率に対するRubisco酸化の影響を調査しました。実験により、Rubiscoの還元活性化率が日中に高まり夕方に低下することが確認され、これが窒素利用効率に関連する可能性が示されました。トマトやイチゴなどの光合成活性の日変化も調べ、CO2濃度による影響を明らかにしました。さらに、新たなガス交換測定技術を開発し、より正確な光合成評価を可能にしました。本研究の成果は、作物の効率的な栽培方法の確立に貢献します。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、Rubisco酸化が作物の生産性と窒素利用効率に与える影響を明らかにし、農業生産の効率化に寄与する学術的・社会的意義を持ちます。Rubisco酸化が光合成能力および窒素利用効率に直接影響を与えることを実証し、作物の生産性向上のための新たな育種戦略の開発に貢献します。また、効率的なガス交換測定技術の開発により、光合成活性の正確な評価が可能となり、植物の生育環境に応じた管理方法の改善が期待されます。これらの成果は、持続可能な農業の実現や食糧生産の増加に向けた基盤を提供し、世界の食糧安全保障に貢献するものです。
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