| 研究課題/領域番号 |
21K14758
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 福島大学 |
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研究代表者 |
菅波 眞央 福島大学, 食農学類附属発酵醸造研究所, 特任助教 (30897492)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | イネ / 光合成 / Rubisco / Rubisco activase / フラビンタンパク質 / P700酸化 / 頑健性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光合成機能改良は、食糧増産に向けた重要な研究課題である。これまでに申請者は、光合成の律速要因であるRubiscoとその活性化酵素Rubisco activase (RCA)を同時に増強することで、イネの光合成速度を20%増強させることに成功した。しかしながら、このイネでは光化学系I(PSI)が不活性化しやすい弱点があることが明らかとなった。申請者の共同研究グループはヒメツリガネゴケ由来のフラビンタンパク質(FLV)をイネに導入し、PSIの頑健性を向上させている。本研究では、Rubisco・RCA同時増強イネにFLVを導入することで、光合成能力と頑健性の両立を試みる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光合成効率向上と光合成頑健性を両立させたイネを作出するため、CO2同化を担う光合成の律速因子であるRubisco、Rubiscoの活性化を担うRubisco activase (RCA)、そして過剰な電子蓄積除去を担い光合成の安全弁として働くフラボンタンパク質FLVの3つを同時に増強した。その結果、高温条件の現大気条件において、それぞれ単独の増強イネ、Rubisco-RCA同時増強イネよりも更に高いCO2固定速度を示すイネの作出に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、これまでに我々が作出した光合成改良イネであるRubisco-RCA同時増強イネが持っていた光化学系Iの脆弱性を克服し、更なる光合成改良に成功した。このことは、学術的な価値にとどまらず、食糧増産という実用面からみても極めて重要な成果である。今後は、作製したRubisco-RCA-FLVイネがどのような環境条件下でその効果を最大化させるか、またはその効果が発揮されない条件を精査していき、更なる光合成改良のターゲットを探索する材料として活用していく予定である。
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