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イネにおける光合成誘導反応の多様性をもたらす生理・遺伝的要因の包括的解明

全面阐明导致水稻光合作用反应多样性的生理和遗传因素

基本信息

批准号：
22KJ1812
负责人：
谷吉和貴
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1812/
关键词：
イネ光合成誘導反応自然変異

项目摘要

光強度の急増に対する個葉光合成の応答（光合成誘導反応）は、圃場環境下における作物の生産性向上に関わる重要形質の１つである。本研究では、イネ亜種間、すなわち温帯ジャポニカ、熱帯ジャポニカ、インディカ間の光合成誘導反応の差異を調査し、その生理生態的要因と遺伝的要因について明らかにすることを目的とした。日本在来イネコアコレクション（JRC）50品種について，弱光から強光の変化に対する光合成速度の応答を観察し，光合成誘導反応の多様性を評価するとともに、イネ亜種間での差異を検証した．結果として、JRCの光合成誘導反応に大きな遺伝的多様性を確認することができた。強光照射後10分間の積算光合成量（CCF10）は、最大光合成速度と有意な相関がなく（r=-0.08）、強光照射直前の光合成速度と密接な相関を示した（r=0.72）。これは先行研究で見られた結果と同様であり、光合成誘導反応と最大光合成速度は独立した要因によって制御されていること、弱光下での光合成活性がその後の光合成誘導反応に重要であることが示唆された。世界のイネコアコレクション（WRC）の結果も含め、イネ亜種間で比較したところ、最大光合成速度については差異が確認されなかった一方で、光合成誘導反応については温帯ジャポニカが、熱帯ジャポニカおよびインディカよりも緩慢であった。温帯ジャポニカは、誘導反応中の炭素獲得量が少ないものの積算蒸散量も少なく、変動光下において水の損失を抑えるという水利用戦略をとっている可能性がある．以上のように、イネ亜種間における光合成誘導反応の差異を確認し、その生理生態的要因の一端を明らかにすることができた。

A rapid increase in light intensity results in photosynthetic responses (photosynthesis-induced responses) of individual leaves, which are important for crop productivity in nursery environments. This study investigated the differences in photosynthesis-induced reactions between species, temperature bands, and heat bands, and the main physiological and ecological causes of these reactions. Japan's 50 species of photosynthesis-induced retroactivity (JRC) have been examined for differences in photosynthesis-induced variability between low and high light levels. The results showed that the photosynthetically induced reaction of JRC was very diverse. The cumulative photosynthetic quantity (CCF10) after 10 minutes of intense light irradiation, the maximum photosynthetic velocity and intentional correlation (r=-0.08), and the photosynthetic velocity before intense light irradiation and close correlation (r=0.72) were shown. The photosynthesis-induced reaction is independent of the photosynthesis-induced reaction, and the photosynthesis-induced reaction is important under low light. The results of the World Wide Web (WRC) include: interspecies comparison, maximum photosynthetic rate difference, photosynthesis-induced inversion, temperature range, thermal range, and slowness. The carbon yield in the temperature range and induced reaction is less than the cumulative evapotranspiration. The water loss in the temperature range and induced reaction is less than the possibility of water utilization. The differences in photosynthetically induced reactions between the above species were confirmed, and one of the important physiological factors was identified.