Development of novel agents to improve photosynthesis and crop productivity

今年度、様々な植物種やストレス処理方法、また、化学処理方法に基づき、複数の化合物スクリーニングシステムを構築した。これらのシステムを利用して、1万3千種類の化合物ライブラリーのスクリーニングを実施した。その中で、高温ストレスと強光ストレスに対して保護効果のある化合物を複数得ることに成功した。特に、タバコを用いた実験系では、強光ストレスに対して保護効果を示す33種類の化合物を同定した。これらの化合物を処理したタバコ葉では、強光処理でも高い光合成活性を維持していることを明らかにした。また、in vitroでの実験系から、これらの化合物のいくつかにおいては、ストレス環境下で余分な還元力を除去する働きを持つことを明らかにした。これらの化学物質は、シロイヌナズナを含む異なる植物種においても同様の保護効果を持つことを明らかにした。本研究では、（１）光合成の可視化装置を用いて、化合物スクリーニングを行う評価系を新たに確立し、（２）3万5千種以上の化合物ライブラリーを対象に大規模スクリーニングを行い、高温環境における光合成を制御する因子を網羅的に解明する。得られた知見から、近未来に予想される温暖化環境で優れた生産性を示す作物の創出に向けた分子育種戦略のデザインを目指す。

今年度、様々な植物種やストレス処理方法、また、化学処理方法に基づき、複数の化合物スクリーニングシステムを構築した。これらのシステムを利用して、1万3千種類の化合物ライブラリーのスクリーニングを実施した。その中で、高温ストレスと強光ストレスに対して保護効果のある化合物を複数得ることに成功した。特に、タバコを用いた実験系では、強光ストレスに対して保護効果を示す33種類の化合物を同定した。これらの化合物を処理したタバコ葉では、強光処理でも高い光合成活性を維持していることを明らかにした。また、in vitroでの実験系から、これらの化合物のいくつかにおいては、ストレス環境下で余分な還元力を除去する働きを持つことを明らかにした。これらの化学物質は、シロイヌナズナを含む異なる植物種においても同様の保護効果を持つことを明らかにした。本研究では、（１）光合成の可視化装置を用いて、化合物スクリーニングを行う評価系を新たに確立し、（２）3万5千種以上の化合物ライブラリーを対象に大規模スクリーニングを行い、高温環境における光合成を制御する因子を網羅的に解明する。得られた知見から、近未来に予想される温暖化環境で優れた生産性を示す作物の創出に向けた分子育種戦略のデザインを目指す。