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陸上植物光合成系の変動光も含む生育光環境への馴化:光阻害とその修復過程に注目して

研究課題

研究課題/領域番号 26291055
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関東京大学

研究代表者

寺島 一郎  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40211388)

研究協力者 河野 優  東京大学, 大学院理学系研究科, 博士研究員
宮田 一範  東京大学, 大学院理学系研究科・生物科学専攻
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード光阻害 / 光化学系 I / 光化学系II / 変動光 / 遠赤色光 / 光科学系I / 光科学系 / 活性酸素 / 光環境馴化 / 光化学系I / 環境応答 / 光合成 / 光化学系I循環的電子伝達
研究成果の概要

野外の植物の光阻害の速度定数は、過剰エネルギー量あるいは非制御エネルギー散逸量と強い相関を示した。また野外の植物には過剰エネルギーを熱として散逸する能力が高い傾向があった。
シロイヌナズナののpgr5変異体の葉に、赤色光の穏やかな強光と弱光を2分毎に繰り返す変動光処理を1時間程度施すと、光化学系Iの顕著な阻害が見られた。この阻害は野生型でも見られた。一方、変動光処理の際に遠赤色光が共存すると阻害はほぼ完全に抑制された。遠赤色光の存在下では、強光照射、弱光照射、いずれの時にも光化学系I反応中心が酸化状態にあり、これが抑制に寄与している。強光照射時には循環的電子伝達の抑制への寄与も大きい。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Elucidation of photoprotective mechanisms of PSI against the fluctuating light photoinhibition.2016

    • 著者名/発表者名
      Kono M, Terashima I
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 157 ページ: 1405-1414

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw103

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light environment within a leaf. II. Progress in the past one-third century. Journal of Plant Research2016

    • 著者名/発表者名
      Terashima I, Ooeda H, Fujita T, Oguchi R
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 129 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1007/s10265-016-0808-1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial Alternative Pathway-Associated Photoprotection of Photosystem II is Related to the Photorespiratory Pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe CKA, Yamori W, Takahashi S, Terashima I, Noguchi K
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 57 ページ: 1426-1431

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw036

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced leaf photosynthesis as a target to increase grain yield: Insights from transgenic rice lines with variable Rieske FeS protein content in the Cytochrome b6/f complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamori W, Kondo E, Sugiura D, Terashima I, Suzuki Y, Makino A
    • 雑誌名

      Plant Cell Environ.

      巻: 39 号: 1 ページ: 80-87

    • DOI

      10.1111/pce.12594

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatio-temporal variations in photosynthesis.2016

    • 著者名/発表者名
      Terashima I, Tang, YH, Muraoka H
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 129 号: 3 ページ: 295-298

    • DOI

      10.1007/s10265-016-0814-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rate constants of PSII photoinhibition and its repair, and PSII fluorescence parameters in the field plants in relation to their growth light environment2015

    • 著者名/発表者名
      Miyata, K., Ikeda, H., Nakaji, M., Kanel, Dhana and Terashima, I.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 56 号: 9 ページ: 1841-1854

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv107

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of the cyclic electron flow around PSI (CEF-PSI) and O2-dependent alternative pathways in regulation of the photosynthetic electron flow in short-term fluctuating light in Arabidopsis thaliana2014

    • 著者名/発表者名
      Kono M, Noguchi K, Terashima I
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 55 号: 5 ページ: 990-1004

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term and short-term responses of the photosynthetic electron transport to fluctuating light.2014

    • 著者名/発表者名
      Kono M, Terashima I
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology B

      巻: 137 ページ: 89-99

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2014.02.016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 「光合成有効放射」再考:遠赤色光の役割2017

    • 著者名/発表者名
      寺島一郎, 河野優, 矢守航, 鈴木祥弘
    • 学会等名
      日本農業気象学会2017年全国大会
    • 発表場所
      北里大学十和田キャンパス(青森県・十和田市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 遠赤色光による変動光障害に対するPSI 保護機構2017

    • 著者名/発表者名
      河野優,矢守航,鈴木祥弘,寺島一郎
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シンク- ソース比変化に応答した光合成ダウンレ2017

    • 著者名/発表者名
      杉浦 大輔,John Evans,寺島 一郎
    • 学会等名
      第64回日本生態学会大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高CO2・高温時代の安定的光合成C獲得にむけて2016

    • 著者名/発表者名
      寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 地球環境変化と植物:沖縄産クワズイモの光合成・呼吸に学ぶ2016

    • 著者名/発表者名
      寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄県立博物館・美術館
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Growth light conditions and mechanisms that make Alocasia odora resistant to PSI photoinhibition induced by fluctuating light.2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 光敏、河野 優、園池 公毅、寺島 一郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 変動光による光化学系I 光阻害のメカニズムと遠赤色光による阻害の抑制2016

    • 著者名/発表者名
      河野 優、北島 正治、鈴木 祥弘、井上 和仁、寺島 一郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナpgr5のチラコイド膜はやや脱共役状態にある?2016

    • 著者名/発表者名
      寺島 一郎、河野 優
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ野生型、PGR5 過剰発現体、欠損変異体のチラコイドの比較2015

    • 著者名/発表者名
      寺島 一郎、河野 優
    • 学会等名
      第79回日本植物学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 変動光に対するクワズイモの葉の光合成系の馴化2015

    • 著者名/発表者名
      松尾 光敏、河野 優、野口 航、寺島 一郎
    • 学会等名
      第79回日本植物学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光化学系IとII の活性の不均衡が光合成電子伝達系に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      河野 優、寺島 一郎
    • 学会等名
      第79回日本植物学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 変動光が光化学系IとIIの光阻害に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      河野優, 野口航, 寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス (神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimum Rubisco Kinetics in the high CO2 era.2014

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Terashima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference “CO2 Assimilation in Plant: Genome to Biome”
    • 発表場所
      Waterville Valley, NH, U.S.A
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Modeling leaf gas exchange. In: eds. Hikosaka K, Niinemets U, Anten NPR, pp. 61-100, Canopy Photosynthesis: From Basics to Applications.2016

    • 著者名/発表者名
      Hikosaka K, Noguchi K, Terashima I
    • 総ページ数
      39
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 植物生態学研究室

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/seitaipl/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書 2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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