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海洋における植物プランクトンの光環境適応の分子基盤とメカニズムの解明

阐明海洋浮游植物光环境适应的分子基础和机制

基本信息

批准号：
09J01384
负责人：
得津隆太郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01384/
关键词：
光合成光環境適応植物プランクトン光化学系タンパク質

项目摘要

珪藻は、海洋全域に生息している主要植物プランクトンで、海洋の炭素固定の約40%を担う水圏の炭素循環系において最も重要な光合成生物である。珪藻は遊泳能力を持たないため、海洋の有光層内における様々な水深で光適応しなければならない。特に、沿岸域に多く生息することから、海水の鉛直混合(海面と深層の混合)による影響を受け易い。しかし、珪藻が様々な水深間を輸送される際、どのように光適応するかを示した報告は無い。これらの点を明らかにするために、本研究では、海洋性植物プランクトンの中ゲノム解析済みのモデル中心目珪藻Thalassiosira pseudonana及び羽状目珪藻Phaeodactylum tricornutumを用いて研究を行った。本年度は、昨年度の研究で確立した珪藻からの光化学系タンパク質複合体の単離法を利用し、2種の珪藻間における光化学系の違いを見出した。結果として、2種の珪藻間では、集光アンテナタンパク質であるFCPの種類・量および特性が大きく異なる事が判明した。さらに、光化学系1における周辺集光アンテナの大きさにも差を見出す事ができた。これらの結果は、これまで珪藻研究では報告されておらず、複数の珪藻間で全く異なる光化学系システムを構築している可能性を示す初めての生化学的知見である。また、近年、緑藻を用いた研究で明らかとなった、強光適応タンパク質であるLHCSRについて調べたところ、珪藻においてもLHCSRの発現が確認でき、その局在は光化学系と結合していることが明らかとなった。これらの結果をもとに、2種の異なる珪藻間における光環境適応メカニズムの差異を、生息域(環境条件)の違いと関連づけた研究成果をまとめている。本研究では、今後の植物プランクトンの生理・生化・生態学的研究の基盤整備としての、重要な役割を担う事が出来たと考える。

Algae are the main plants that live in the whole ocean. About 40% of the carbon fixation in the ocean is responsible for the carbon cycle in the water system. Photosynthetic organisms are the most important. The ability of algae to swim in the ocean is not limited to the depth of the ocean. Special, coastal areas of multiple living, vertical mixing of seawater (sea surface and deep mixing), the impact of easy The water depth of the sea is not high, and the water depth of the sea is not high. This study was conducted to analyze the marine plant species Thalassira pseudonana and Phaeodactylum tricornutum. This year's research has established the use of a single method for the separation of photochemical systems between two species of algae. The results showed that the species, quantity and characteristics of FCP varied greatly between the two species. In the evening, the photochemical system 1 is in the middle of the week to collect light, and the difference between the two is in the middle of the day. The results of this study are reported in the paper, which shows the possibility of constructing a complete photochemical system between multiple species and the first biochemical insights. In recent years, the development of LHCSR has been confirmed by the study of green algae in the light of light and strong light. The results show that there are two kinds of differences between the light environment and the environment, and the differences between the light environment and the environment. This study is intended to provide a basis for future physiological, biochemical and ecological research on plants.