Eco-physiological mechanism of the intraspecific variation in photoprotective mechanisms

点击翻译按钮获取中文摘要

強すぎる光は光合成器官に傷害をもたらし、光阻害と呼ばれる光合成や成長の低下を引き起こす。これまでに植物の多様な光阻害回避機構が報告されており、植物がそれだけ多くの光阻害回避機構を進化させてきたことは、光阻害耐性にそれだけ強い淘汰圧がかかってきたことを示唆するが、光阻害が種の分化・分布にどのように影響してきたかという知見は乏しい。本研究では、光阻害回避機構のうち、温度依存性があり、近年急速に研究が進んできた、光化学系I循環的電子伝達およびステート遷移能力の温度依存性にエコタイプ間で生育地の気温との相関が見られると仮説を立て、検証を行っている。世界各地で集められたシロイヌナズナエコタイプの種子をシロイヌナズナリソースセンターから取得し、共通圃場で生育した植物を、 温度制御が可能なチャンバー内に入れ、複数の葉温で光化学系I 循環的電子伝達および光化学系I/IIステート遷移能力を測定している。受入研究者であるオーストラリア国立大学のChow教授には、材料の生育と測定について協力頂いている。ウロンゴン大学のOsmond教授には測定機器の使用および測定で協力頂いている。 昨年度までに低温での光化学系I循環的電子伝達速度およびステート遷移応答速度とエコタイプの由来地の気温との相関が観察されており、これらの光阻害回避機構について低温で高い活性を保つ能力を獲得できたかどうかが集団の分化・分布に影響したことを示唆している。2022年度はようやく新型コロナウイルスの感染状況が落ち着いたため、共同研究先に2ヶ月間渡航することができたが、3年弱のブランクがあったために、使用予定であった植物材料や研究機材が使用できないなどのトラブルが生じた。しかしその中で、光阻害耐性に関わる新たな実験を行うことができ、光化学系のアンテナサイズの応答と光阻害の関係に新たな知見を得ることができた。