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全可視光を利用する光合成生物における光捕集とエネルギー移動の調節機構の解明

阐明利用所有可见光的光合生物的光收集和能量转移的调节机制

基本信息

批准号：
18J10095
负责人：
植野嘉文
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

酸素発生型光合成生物は、2種類の光化学系（光化学系Iと光化学系II）に加え、種に特有の光捕集アンテナを持つことで利用可能な光の波長範囲を広げる。特にシアノバクテリア、紅藻、灰色藻は、フィコビリソームと呼ばれる光捕集アンテナを持つことで全可視光を光合成に利用できる。光合成における可視光の利用方法を解明することを目的として、令和元年度には、灰色藻Cyanophora paradoxaにおける短期的調節時の光捕集とエネルギー移動の調節機構を分光学的手法により検証した。標準光に対応する強度の青色LED照射細胞の蛍光スペクトルは暗順応細胞とほとんど変わらなかった。標準光に対応する強度の赤色LED照射細胞において、フィコビリソームから光化学系へのエネルギー移動は暗順応細胞とほとんど変わらなかったが、光化学系II内で誘導された消光により光化学系IIの蛍光強度のみ10％程度減少した。単色LEDの照射強度を増加させると、光化学系II内での消光の寄与がさらに10%程度増加した。灰色藻と色素組成が類似するシアノバクテリアや紅藻では、フィコビリソームから光化学系IIやIへの直接的なエネルギー移動、光化学系IIからIへのエネルギー移動、フィコビリソームの遊離、が短期的な調節機構として考えられてきた。したがって、本研究で得られた光化学系II内で誘導された消光は、短期的調節時の光エネルギー利用法の新たな知見である。長期的調節（平成30年度）と短期的調節（令和元年度）の結果から、光化学系II内から光捕集アンテナ内へ向かって順次駆動する多重調節機構により、両光化学系におけるエネルギー分配が維持されると考えられる。比較対象として使用したフィコビリソームを持たない珪藻Chaetoceros gracilisから新規光捕集アンテナを単離し、その光捕集アンテナが従来の光捕集アンテナと比較して長波長に吸収と蛍光ピークを示し、速い蛍光減衰を起こすことを明らかにした。

Photosynthetic organisms of acid-producing type are composed of two kinds of photochemical systems (photochemical system I and photochemical system II), which are characterized by the addition of light trapping agents and the use of possible wavelength ranges of light. Special features: red algae, gray algae, white algae, white algae, red algae, red The method of using visible light in photosynthesis is explained in detail in this paper. The method of adjusting the short-term light trapping time and the adjustment mechanism of the gray algae Cyanophora pardoxa is described in detail in this paper. The standard light intensity of the cyan LED irradiates the cells with light. The intensity of the red LED irradiated by the standard light was reduced by 10% in the photochemical system II. Light intensity of single color LED increased by 10%, and extinction in photochemical system II increased by 10%. The pigment composition of gray algae is similar to that of red algae. In this study, we found that the photochemistry system II induced extinction, short-term regulation of light production and utilization of new knowledge. The results of long-term regulation (Heisei 30) and short-term regulation (Japanese and Japanese) are as follows: In photochemical system II, light trapping occurs in the inner direction, and multiple regulation mechanisms are maintained in photochemical system II. Compare the use of light and light, Chaetoceros gracilis, new light capture technology, new light capture technology.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

単細胞緑藻Chlorella variabilisにおけるCO2に対する光捕集機能変化

单细胞绿藻变异小球藻响应二氧化碳的光捕获功能的变化

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
植野嘉文;嶋川銀河;藍川晋平;三宅親弘;秋本誠志
通讯作者：
秋本誠志

Adaptation of light-harvesting functions of the glaucophyte Cyanophora paradoxa under different light conditions

不同光照条件下蓝藻捕光功能的适应

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshifumi Ueno;Seiji Akimoto
通讯作者：
Seiji Akimoto

Spectroscopic properties of novel red-shifted fucoxanthin chlorophyll a/c-binding protein complexes

新型红移岩藻黄质叶绿素 a/c 结合蛋白复合物的光谱特性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshifumi Ueno;Ryo Nagao;Jian-Ren Shen;Seiji Akimoto
通讯作者：
Seiji Akimoto

Adaptation of light-harvesting and energy-transfer processes of a diatom Chaetoceros gracilis to different light qualities

DOI：
10.1007/s11120-020-00713-2
发表时间：
2020-01-22
期刊：
PHOTOSYNTHESIS RESEARCH
影响因子：
3.7
作者：
Akimoto, Seiji;Ueno, Yoshifumi;Nagao, Ryo
通讯作者：
Nagao, Ryo

Photoprotection mechanisms under different CO2 regimes during photosynthesis in a green alga Chlorella variabilis

绿藻小球藻光合作用过程中不同CO2条件下的光保护机制

DOI：
10.1007/s11120-020-00757-4
发表时间：
2020
期刊：
Photosynthesis Research
影响因子：
3.7
作者：
Yoshifumi Ueno;Ginga Shimakawa;Shimpei Aikawa;Chikahiro Miyake;Seiji Akimoto
通讯作者：
Seiji Akimoto