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2017 年度 実績報告書

高等植物における光化学系Iサイクリック電子伝達の新たな生理学的役割

研究課題

研究課題/領域番号 16K20962
研究機関東京大学

研究代表者

矢守 航  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90638363)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード光合成 / リニア電子伝達 / サイクリック電子伝達 / NDH複合体 / PGR5 / 変動光 / 遠赤色光
研究実績の概要

光合成は植物成長を決定する最も重要な反応であるが、自然界において光合成機能が最大限に発揮できる環境は少ない。たとえば、強光下では過剰な光エネルギーが光阻害を引き起こす一方で、弱光下では光強度が光合成反応を律速してしまう。自然界ではさらに、植物の受ける光強度は一日を通して常に変動しているため、さらなる光合成効率の低下を招いている。
近年、多くの植物種において、このような変動光ストレスが光化学系I(PSI)に顕著な光阻害を与えるという論文が続々と報告されるようになってきた。これらの光合成研究において、光合成を効果的に励起するために、赤色光や青色光の LEDが一般的に使用されている。しかしながら、太陽光には可視光領域のみならず、遠赤色光も多く含まれている。そこで、遠赤色光が変動光に対する光合成応答に及ぼす影響をシロイヌナズナにおいて解析した。可視光を用いて変動光ストレスを与えると、これまでの報告通りにPSI光阻害が観察された。しかし、変動光処理の際に、一定強度の遠赤色光を加えることによって、PSI光阻害が顕著に抑制されることを明らかにした。さらに、複数の野外植物においても、変動光処理時に遠赤色光を加えることによって、PSI光阻害が抑制されることを明らかにした。
これらの結果は、変動光ストレスによるPSIの光阻害は、可視光領域のみを含むLEDを用いたために過大評価されていたことを示す。太陽光には遠赤色光が多く含まれることを考えると、実験室内で植物の光応答を解析する際には、「光の取り扱い」に細心の注意を払う必要性を示すものである。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Light Controls Protein Localization through Phytochrome-Mediated Alternative Promoter Selection2017

    • 著者名/発表者名
      Ushijima Tomokazu、Hanada Kousuke、Gotoh Eiji、Yamori Wataru、Kodama Yutaka、Tanaka Hiroyuki、Kusano Miyako、Fukushima Atsushi、Tokizawa Mutsutomo、Yamamoto Yoshiharu Y.、Tada Yasuomi、Suzuki Yutaka、Matsushita Tomonao
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 171 ページ: 1316~1325.e12

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.10.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and Accumulation of Secondary Metabolites in Perilla as Affected by Photosynthetic Photon Flux Density and Electrical Conductivity of the Nutrient Solution2017

    • 著者名/発表者名
      Lu Na、Bernardo Emmanuel L.、Tippayadarapanich Chayanit、Takagaki Michiko、Kagawa Natsuko、Yamori Wataru
    • 雑誌名

      Frontiers in plant science

      巻: 8 ページ: 708

    • DOI

      https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00708

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Combination of Downward Lighting and Supplemental Upward Lighting Improves Plant Growth in a Closed Plant Factory with Artificial Lighting2017

    • 著者名/発表者名
      Joshi, J., Zhang, G., Shen, S., Supaibulwatana, K., Watanabe, C. K., & Yamori, W.
    • 雑誌名

      HortScience

      巻: 52 ページ: 831-835

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoprotection of PSI by Far-Red Light Against the Fluctuating Light-Induced Photoinhibition inArabidopsis thalianaand Field-Grown Plants2017

    • 著者名/発表者名
      Kono Masaru、Yamori Wataru、Suzuki Yoshihiro、Terashima Ichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 58 ページ: 35-45

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pcp/pcw215

    • 査読あり
  • [学会発表] 気孔応答を促進するPATROL1の光合成環境応答における役割について2018

    • 著者名/発表者名
      木村 遼希, 橋本(杉本) 美海, 射場 厚, 寺島 一郎, 矢守 航
    • 学会等名
      日本植物生理学会
  • [学会発表] Regulation of photosynthesis under dynamic light conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Commemorative workshop for Prof. Graham Farquhar, 2017 Kyoto Prize laureate
    • 学会等名
      Wataru Yamori
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 可視光変動光が光合成に与える影響と遠赤色光による補光効果2017

    • 著者名/発表者名
      河野優、矢守航、寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 気孔開度は光合成誘導反応を律速する2017

    • 著者名/発表者名
      木村 遼希, 橋本(杉本) 美海, 射場 厚, 寺島 一郎, 矢守 航
    • 学会等名
      日本植物学会
  • [学会発表] 野外変動光環境下での光化学系Iの応答と光阻害2017

    • 著者名/発表者名
      河野 優, ドル 有生, 藤島 航大, 川口 ひかる, 鈴木 祥弘, 矢守 航, 寺島 一郎
    • 学会等名
      日本植物学会
  • [学会発表] 超耐陰性植物クワズイモの光阻害耐性機構について2017

    • 著者名/発表者名
      寺島 一郎, 矢守 航, 河野 優
    • 学会等名
      日本植物学会
  • [学会発表] ダイズとインゲンにみる光合成ダウン/アップレギュレーションの生理生態学的意義2017

    • 著者名/発表者名
      杉浦大輔、河野優、矢守航、寺島一郎
    • 学会等名
      日本作物学会
  • [学会発表] 矢守 航2017

    • 著者名/発表者名
      光環境の変動に対する光合成制御メカニズム
    • 学会等名
      日本光合成学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Increased stomatal conductance induces rapid changes to photosynthetic rate in response to fluctuating light conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Haruki Kimura, Ichiro Terashima and Wataru Yamori
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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