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高CO2環境における光合成誘導反応の生化学的・気孔的制限とその生態学的意義

公募研究

研究領域植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高CO2応答の包括的解明
研究課題/領域番号 24114710
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関独立行政法人国立環境研究所

研究代表者

唐 艶鴻  独立行政法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (40270590)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2012年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード気孔 / RuBP / 光合成 / CO2 / 順化 / 光合成誘導反応 / ポプラ / シロイヌナズナ / 高CO2 / 温暖化 / Rubisco / 光環境
研究概要

自然環境下では光強度が時間的に大きく変化し、数秒の間でも数百倍も変化する。このような短期的な変動は植物物質生産にどのような影響があるかは、高CO2 環境下では十分に把握されていない。本研究では、変動する光強度条件下での光合成に及ぼす高CO2の影響についてガス交換測定の手法で検討を行い、以下の主な成果があった。
1)高CO2による光合成誘導反応速度の向上は気孔の貢献が大きい:気孔が光強度の変化に正常に応答すると開放したままのポプラ2種、シロイヌナズナの野生株と気孔が開いたままの変異株、そして気孔を持たないスナゴケなど、系統分類上または形態的生態的にも大きく異なる植物種について、高CO2が光合成誘導反応速度に及ぼす影響を調べた。その結果、気孔応答できる植物では光合成誘導反応が高CO2によって加速されることが明らかになった。光に対する気孔の応答が少ない植物は高CO2による光合成速度の加速は少ないか不明瞭であった。また、高CO2による気孔制限の緩和は、木本のポプラより草本のシロイヌナズナでははるかに大きいことも分かった。今後その一般性についての検討が必要である。
2)光合成誘導反応におよぼす高CO2の長期的影響が短期的影響よりはるかに大きい:高CO2が光合成誘導反応に及ぼす影響は長期的な順化効果、と短期的な基質効果がある。ポプラとシロイヌナズナでは、いずれも高CO2による長期的な順化効果が光合成誘導反応速度への影響が高いことがわかった。しかも、その順化効果の60%以上は気孔コンタクタンスの変化によるものであった。気孔が開いたままの種または変異株では、高CO2による光合成誘導反応速度への影響はほとんど端的な基質効果と考えられる。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 植物の高CO2応答:光合成誘導反応2014

    • 著者名/発表者名
      唐艶鴻, 冨松元, 深山浩
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 52 ページ: 105-112

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elevated CO2 differentially affects photosynthetic induction response in two Populus species with different stomatal behavior.2012

    • 著者名/発表者名
      Tomimatsu, H. and Tang Y.
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 169 号: 4 ページ: 869-878

    • DOI

      10.1007/s00442-012-2256-5

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specification of thermal growing season in temperate China from 1960 to 20092012

    • 著者名/発表者名
      Miaogen Shen, Yanhong Tang, Jin Chen, Wei Yang
    • 雑誌名

      Climatic Change

      巻: 114 号: 3-4 ページ: 783-798

    • DOI

      10.1007/s10584-012-0434-4

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An underestimated role of precipitation frequency in regulating summer soil moisture.2012

    • 著者名/発表者名
      Wu, C, Chen J., Pumpanen J., Cescatti A., Marcolla B., Blanken P. D., Ardo J., Tang Y., Magliulo V., Georgiadis T., Soegaard H., Cook D., and Harding RJ. (2012)
    • 雑誌名

      Environmental Research Letters

      巻: 7 号: 2 ページ: 024011-024011

    • DOI

      10.1088/1748-9326/7/2/024011

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 熱帯林林床の高CO2濃度が実生の炭素獲得におよぼす影響評価2014

    • 著者名/発表者名
      冨松元, 唐艶鴻
    • 学会等名
      第61回日本生態学会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 異なる標高における植物の温度感受性評価2013

    • 著者名/発表者名
      (唐艶鴻),李瑞成,廣田充,羅天祥
    • 学会等名
      日本生態学会第60回全国大会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2013-03-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光合成誘導反応の制限に及ぼす高CO2環境の影響.2013

    • 著者名/発表者名
      冨松元,唐艶鴻
    • 学会等名
      日本生態学会第60回全国大会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2013-03-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] emperature response of dynamic photosynthesis changes with environmental CO2 concentration2013

    • 著者名/発表者名
      Tang Y., and Tomimatsu H.
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Photosynthesis
    • 発表場所
      St. Louis, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CO2 supply and acclimation effects on photosynthetic induction response under high CO2 in Populus plants2013

    • 著者名/発表者名
      Tomimatsu H., and Tang Y.
    • 学会等名
      Ecological Society of America 98th Annual Meeting
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Which effects of short- or long-term CO2 response dose the enhanced photosynthetic induction response under high CO2 environment?2013

    • 著者名/発表者名
      Tomimatsu H., and Tang Y.
    • 学会等名
      11th International Association for Ecology Congress
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高CO2環境における光合成誘導反の順応と気孔の役割2012

    • 著者名/発表者名
      冨松元・(唐艶鴻)
    • 学会等名
      日本植物学会76回大会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 高山草原-青海・チベット草原の炭素収支:及川 武久、山本 晉(編集)システムアプローチ手法で迫る陸域生態系の炭素動態2013

    • 著者名/発表者名
      唐 艶鴻
    • 総ページ数
      414
    • 出版者
      京都大学出版社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 国立環境研究所 唐艶鴻

    • URL

      http://www.nies.go.jp/rsdb/vdetail-e.php?id=100150

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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