位相制御パルス光によるチラコイド膜中光合成活性律速因子の解明

使用相控脉冲光阐明类囊体膜光合活性的限速因素

• 批准号: 21654040
• 负责人: 三沢 和彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 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-21654040/
• 关键词: 位相制御パルス; チラコイド膜; 光合成活性; 酸素濃度測定; 可視域光パルス

本研究では、フェムト秒波形整形パルスによるフラッシュ励起と非破壊酸素濃度計による電子伝達測定を組み合わせることにより、チラコイド膜内でエネルギー移動を律速している条件を明らかにする全く新しい方法を開発した。電荷分離過程観測系は、(i)光合成試料を分光するための波長変換用フォトニッククリスタルファイバー、(ii)時間分解分光のための波形整形用反射型4f-SLM光学系、(iii)酸素濃度測定-時間分解分光系、の三部構成となっている。ホウレンソウからチラコイド膜を遠心分離と薬品処理にて抽出し、測定試料とした。光学式酸素センサーにて光照射箇所での酸素濃度を測定した。これらの装置を用いて、照射パルス波形と発生する酸素分圧との相関を詳細に調べた。その結果、以下の知見を得た。(1)電子の二次受容体であるキノン濃度に対する依存性:チラコイド膜試料中にキノンがなければ酸素発生が起きず、キノン濃度が増加するに従って酸素発生量が増加することがわかる。これにより、電子の二次受容体への電荷移動を直接酸素発生によってモニターできることが立証された。(2)パルス列励起による光合成効率の測定と制御:ハロゲンランプによる電荷分離過程と波長変換したパルス列による電荷分離過程を比較した。フィルターを用いて同一波長および強度の条件下では類似した酸素濃度変化を確認でき、同じ電荷分離過程が起きていることが確認できた。現状ではフェムト秒パルス列は連続光励起と等価である。なお、ハロゲンランプおよび波長変換パルス列のどちらの照射下においても、酸素濃度変化ではあらわな濃度上昇は見られなかった。これは呼吸と酸素発生が釣り合っているためだど考えられる。

This study is based on the second waveform shaping second waveform shaping test group and the non-destructive acid concentration meter and electronic measurement system. The rhythm of movement inside the filmしているconditionsを明らかにする全く新しいmethodを开発した. Observation system of the charge separation process, (i) Photosynthetic sample spectroscopy, wavelength change using Fiberglass, (ii) Time division The reflective 4f-SLM optical system for waveform shaping of the decomposition spectroscopy, (iii) acid concentration measurement-time decomposition spectroscopy system, and the three-part configuration of the decomposition spectrophotometer.ホウレンソウからチラコイド membrane を telecentric separation and product processing に て extraction し と し た for measurement. The concentration of the acid is measured using the optical acid ionizer, which is irradiated with light. The use of the これらの device and the irradiation of the パルス waveform and the と発生する acid element separation pressure are related to the details of the に Tuning べた. As a result, the following knowledge and insights are obtained. (1) Dependence of electron secondary acceptor concentration on the concentration of electrons: the concentration of electrons on the secondary acceptor membrane sample The acid content of the acid element is increased, the concentration of the acid element is increased, and the amount of the acid element is increased.これにより、Electron secondary acceptor へのcharge transfer をDirect acid element 発生によってモニターできることがestablished された. (2) Determination and control of photo-synthetic efficiency of photovoltaic array: Comparison of charge separation process and wavelength conversion of photovoltaic array. The フィルターを uses the same wavelength and intensity, and the conditions are similar to the acid concentration change, and the charge separation process is the same as the charge separation process. The current situation is the same as the current situation.なお, ハロゲンランプおよびWavelength change パルス行のどちらのUnder the irradiationおいても、The acid concentration has changed and the concentration has increased.これは Breathing と acid element 発生 が Fishing り合 っ て い る た め だ ど 考 え ら れ る.

项目成果

酸素濃度測定と時間命解分光を用いた光合成初期電荷分離過程の観測

利用氧浓度测量和时间分辨光谱观察光合作用的初始电荷分离过程

• 发表时间: 2011
• 作者: 田島隼人;福原いずみ;三沢和彦
• 通讯作者: 三沢和彦