| 研究課題/領域番号 |
21K19258
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鹿内 利治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70273852)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| キーワード | 光合成 / 葉緑体 / KEA3 / Flavidiironタンパク質 / シトクロムb6f複合体 / 変動光 / 気孔 / 光化学系Ⅰ |
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| 研究成果の概要 |
変動する光環境下では、チラコイドルーメンの酸性化をモニターし、シトクロムb6f複合体の活性を抑制することで光化学系Ⅰへの電子伝達を減速させる。被子植物は、光化学系Ⅰの受容体側の電子の安全弁（Flv）を失っており、このブレーキの重要性が増大している。被子植物に失ったFlvを戻すと、ブレーキの軽減が許容されるか？それは、光合成の効率を上昇させるか？この疑問に答えるため、FlvとKEA3oxの二つの組換え遺伝子をシロイヌナズナで共存させた。FlvはKEA3ox背景で光化学系Ⅰの光傷害を軽減した。それに加えて、Flvが変動光下で気孔の開度を上昇させることで、光合成と植物の生育を促進させた。
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| 自由記述の分野 |
植物生理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光化学系Ⅰを光傷害から守るには、上流での電子伝達抑制（photosynthetic control）とFlvによる下流からの電子の吸い出しが有効である。被子植物はFlvを失い、上流での制御に依存する戦略を選んだ。本研究は、シロイヌナズナにFlvを導入し、上流のブレーキを軽減することで、光化学系Ⅰの光傷害を防ぎながら光合成の効率を上げられるかを調べた挑戦的なものである。当初の予想を超え、Flvが変動光下で、気孔の開度を上げることで、CO2固定速度と植物の生育を上昇させることを明らかにした。電子伝達と気孔の開閉のリンクの未知の部分に光を当てる、学術、応用の両面で意義ある研究である
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