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光合成と作物生産性を向上させる新規薬剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0789
補助金の研究課題番号 22J11072 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

QU YUCHEN  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードplant biology / photosynthesis / light response / ケミカルスクリーニング / 環境ストレス耐性 / 光合成向上
研究開始時の研究の概要

本研究では、(1)光合成の可視化装置を用いて、化合物スクリーニングを行う評価系を新たに確立し、(2)1万5千種以上の化合物ライブラリーを対象に大規模スクリーニングを行い、高温環境における光合成を制御する因子を網羅的に解明する。得られた知見から、近未来に予想される温暖化環境で優れた生産性を示す作物の創出に向けた分子育種戦略のデザインを目指す。

研究実績の概要

In order to satisfy the food and fuel demands of a growing population, global food production needs to increase by more than 50% before 2050. However, various environmental stresses in the natural environment inhibit plant growth and result in reduced yields. This is primarily caused by decreases in photosynthetic capacity. Thus, there is an urgent need to develop new strategies to improve agricultural productivity and ensure food security. In this study, a novel chemical-screening system with 96 well plates and leaf disks of tobacco was used to identify several anthraquinone derivatives that could relieve high light stress from plants. Treatments with these chemicals induced greater photosynthetic capacity after high light stress conditions for 20 to 72 hours in tobacco and better plant growth after exposure to light stress for 96 hours in Arabidopsis and lettuces. The photoprotective effect of anthraquinone derivatives is closely related to chemical induced oxidation of PSI. Furthermore, there were no negative effects on plant growth in chemically treated plants under non-stressful conditions. Taken together, this study shows that anthraquinone derivatives can confer high light stress tolerance in plants, resulting in improved plant photosynthesis and growth in environments with light stress.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Improving plant heat tolerance through modification of Rubisco activase in C3 plants to secure crop yield and food security in a future warming world2022

    • 著者名/発表者名
      Qu Yuchen、Mueller-Cajar Oliver、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 74 号: 2 ページ: 591-599

    • DOI

      10.1093/jxb/erac340

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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