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JST戦略的創造研究推進事業において、千葉大学 環境健康フィールド科学センターの矢守 航助教らは、イネを材料にサイクリック電子伝達経路の1つであるNDH複合体に依存する経路が弱光環境下における光合成制御に重要な役割を果たすことを解明しました。

植物は刻々と変化する気象条件の下、太阳光から光エネルギーを吸収して、电子伝达反応によって直接利用可能な化学エネルギーに変换し、それらを利用して颁翱₂を固定し、生命の维持に必要な糖やデンプンを生产しています。光合成における电子伝达経路には、リニア电子伝达経路とサイクリック电子伝达経路が存在することが知られています。后者のサイクリック电子伝达経路は半世纪以上も前に発见されましたが、その生理机能の全体像はいまだに解明されていません。特に、狈顿贬复合体に依存するサイクリック电子伝达経路は、モデル植物を中心に长年にわたり研究が行われ、夏季の直射日光のような强光や乾燥などの环境ストレスの缓和に重要だと论议されてきました。

矢守助教らは、主要作物であるイネを材料に、狈顿贬复合体を欠损したイネの変异体を使って、2つの电子伝达経路と颁翱₂ガス交换を同时测定するという最新の手法を用いた解析を行い、狈顿贬复合体に依存するサイクリック电子伝达経路は强光环境ではなく、むしろ曇天や薄暮などの弱光环境下の光合成电子伝达反応の最适化に重要であることを世界で初めて明らかにしました。今后、弱光环境下における光合成の最适化メカニズムの解明を进め、光合成効率の改善のみならずバイオマス生产量の确保に结びつけることで、地球レベルの大気颁翱₂浓度の低减や食料増产が期待されます。

本研究成果は、京都大学の鹿内 利治教授と東北大学の牧野 周教授と共同で行ったものです。

本研究成果は、2015年9月11日（英国時間）に英国科学誌「Scientific Reports」のオンライン版で公開されます。

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