| 研究課題/領域番号 |
21K19864
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石田 厚 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (60343787)
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| 研究分担者 |
安元 剛 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (00448200)
坂田 剛 北里大学, 一般教育部, 准教授 (60205747)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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 | 小笠原乾性低木林 / 乾燥適応 / 光合成 / 葉寿命 / ルビスコCO2/O2比親和性 / 葉肉コンダクタンス / CO2濃縮機構 / ポリアミン / 小笠原 / ルビスコ / CO2/O2比親和性 / CO2固定 / 小笠原諸島 / 世界自然遺産 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
温暖化等による熱波や干ばつは、光合成や収量の低下を引き起こし、生態系の物質循環の起点となる純一次生産量を減少させ、生態系機能や生物多様性に不可逆的なダメージを与える。本課題は、ポリアミンによる光合成低下の補償作用から、樹木の乾燥耐性や乾燥枯死の生理機構を調べる。この研究は、植物のストレス耐性や光合成維持機構に関して、今まで研究されてこなかった新たな視点を与えるものである。さらにこれは、温暖化影響下での森林の樹木組成や機能の変化予測ばかりでなく、具体的な方策のなかった地球温暖化や乾燥化に対する森林適応策の構築・生態系保全にも繋がる挑戦的な研究課題である。
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| 研究成果の概要 |
小笠原諸島父島の23種の木本植物において、葉肉CO2拡散コンダクタンスgmの高い樹種は、ルビスコのCO2/O2比親和性SC/Oが低く、葉寿命LLSが短く、葉面積乾物重LMAが小さく、葉面積タンパク質量PAREAが少ない、という特徴をあわせ持つことが初めて示された。本課題はgmとルビスコの性質には相補的な関係があることを初めて見出した。この関係は外来種と在来樹種にかかわらず維持され、系統的にも分布的にも広範な樹木種で共通することが主成分分析から示唆された。特に葉肉細胞のCO2輸送能力の高い種では、葉でのポリアミン生合成が光合成のCO2固定に関与していることを強く示唆する知見も初めて得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで葉肉CO2拡散コンダクタンス(gm)は、葉の物理的特性との関連が指摘されてきた。しかしこの研究により、ルビスコの酵素化学的性質や葉のタンパク質量という生理・生化学的な特徴に依存していることがわかった。またgmが大きな種ではポリアミンがCO2固定に役立っており、ポリアミンが樹木の多様なCO2固定様式をもたらしていることがわかった。またポリアミンとルビスコの相補的な関係と共に、最適な光合成能が変動することがわかってきた。今後温暖化による気候変動が、LMAとLLSを評価軸としたルビスコの相補的な関係の崩れをもたらし、光合成の低下、ひいては樹木や陸域生態系の衰退を導く可能性が始めて示された。
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