| 研究課題/領域番号 |
21K06219
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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44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
桶川 友季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (10582439)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 光合成 / 葉緑体 / 光化学系Ⅰサイクリック電子伝達 / チオレドキシン / 酸化還元 / 光防御 / 光化学系I / サイクリック電子伝達 / 変動光 / レドックス制御 / 光阻害 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は光合成反応をおこなうことによって、太陽の光エネルギーを利用して生命が利用可能な化学エネルギーを作り出している。この反応の実体は葉緑体における電子伝達反応である。地球上のほぼ全ての生命活動を支えている光合成だが、その詳細な制御メカニズムについては未解明な部分が多い。
本研究では、光合成電子伝達経路の１つである光化学系Iサイクリック電子伝達に注目し、この経路が植物体内でどのように制御されているかを明らかにすることを目的にしている。
制御の生理的な意義が解明されれば、植物の光合成能力の改善に結びつくことが期待される。
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| 研究成果の概要 |
植物は常に変動する光環境下で光合成装置を守りながら光合成を最適化するために葉緑体内に様々な調節機構を持つ。これまでの研究から、これらの生育環境ではPGR5/PGRL1依存の光化学系Iサイクリック電子伝達が重要であることがわかっていた。
本研究では、シロイヌナズナの変異体を解析することによって光合成反応の様々な調節に関わるチオレドキシンタンパク質も変動する光環境において光合成装置を保護し、光合成の最適化に寄与することを明らかにした。また、チオレドキシンシステムと光化学系Iサイクリック電子伝達が葉緑体内の酸化還元バランスの維持に協調して働くことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光合成に光は必要だが、強すぎる光は植物にとってストレスとなり、光合成装置にダメージを与え、光合成の能力が低下する。光合成装置である光化学系Iをこのような光傷害から守るためには上流からの電子流入の抑制、下流への電子流出の促進が重要である。本研究では、新たに光合成の様々は調節反応に関わるチオレドキシンシステムもまた植物が自然環境で経験する変動する光環境において光防御に関わることを明らかにした。チオレドキシンシステムによる光合成装置の防御機構が解明されれば、将来的に環境ストレスに強い作物の作出につながり学術的にも応用的にも意義のある研究であると言える。
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