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2023 年度 実績報告書

常緑針葉樹の光合成調節機構の複合体プロテオミクスおよび分光学的手法よる統合的解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03017
研究機関北海道大学

研究代表者

田中 亮一  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20311516)

研究分担者 秋本 誠志  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40250477)
北尾 光俊  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (60353661)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード光合成
研究実績の概要

本研究では、常緑針葉樹の冬季の光合成調節機構の解析を進めている。これまでの研究で、イチイ、トドマツ、エゾマツ、アカエゾマツの比較から、いずれの樹種でも光化学系IIの減少を伴う光化学系IIの調節(とくに苗木で強光下の場合)とそれを伴わない調節(とくに樹齢の高い樹木の場合)が起こることがわかってきた。そして、後者の場合はELIPとよばれる膜タンパク質が重要な役割を果たすと考えられる。R6年度は、シロイヌナズナの野生株とELIP欠損株のそれぞれを宿主として、イチイのELIP過剰発現株を作成した。この株の形質を調べるため、室温および低温条件において、光化学系IIのクロロフィル蛍光を暗所処理後(Fo)、飽和光処理後(Fm)測定したが、宿主株と過剰発現株において違いはみられなかった。また、一定の強度の環境光照射後のクロロフィル蛍光のパターンを比較したが、このパターンにも違いは見られなかった。ELIPの発現レベルがイチイに比べて1%程度しかなかったため、シロイヌナズナでは何らかの理由により、ELIPが十分に蓄積せず、形質を発現できなかったと考えられる。また、上記の実験とは別に森林総研北海道支所において育成したイチイ、トドマツ、エゾマツ、アカエゾマツにおけるELIPの蓄積を、プロテオミクス(質量分析)によって確認した。イチイにおけるELIPの発現が最も大きかったが、それ以外の3つの樹種においても冬季に顕著なELIPの誘導を確認することができた。これらの結果から、ELIPの冬季の蓄積と光化学系II量子収率の低下はどの樹種でも共通であることが確認された。また、他の3つの樹種と比べて、イチイにおいては、冬季の熱放散におけるELIPの役割が大きいことが考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Anthocyanins act as a sugar-buffer and an alternative electron sink in response to starch depletion during leaf senescence: a case study on a typical anthocyanic tree species, <i>Acer japonicum</i>2024

    • 著者名/発表者名
      Kitao Mitsutoshi、Yazaki Kenichi、Tobita Hiroyuki、Agathokleous Evgenios、Kishimoto Junko、Takabayashi Atsushi、Tanaka Ryouichi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/jxb/erae109

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 越冬中の常緑樹の光合成応答2024

    • 著者名/発表者名
      田中亮一
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 林冠落葉樹落葉期から積雪期にかけての気温や光環境の季節変化に対する林床ササの光合成系の応答2023

    • 著者名/発表者名
      島田康平、岸本純子、高林厚史、田中亮一、小野清美
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会

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公開日: 2024-12-25  

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