反射分光を利用した新規光合成測定パラメータの構築とそれを利用した変異体の選抜

利用反射光谱构建新的光合作用测量参数并利用它们选择突变体

基本信息

批准号：
18J40098
负责人：
上妻馨梨
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tohoku 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 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J40098/
关键词：
光合成分光反射熱放散光化学系

项目摘要

本研究では、531nmと570nmの分光反射から算出されるPRI (Photochemical Reflectance Index)に注目することで、光合成応答の可視化を試みている。植物が光合成の代謝反応を上回る光エネルギーを受けた場合、使われない光エネルギーを熱へと変換する熱放散が誘導されるが、このメカニズムには光合成色素であるキサントフィルの構成比の変化（キサントフィルサイクル）が関与する。キサントフィルサイクルはチラコイド膜ルーメンのプロトン蓄積による酸性化によって誘導されることから、ルーメン環境をPRIでモニターできると期待した。本年度はハイパースペクトルカメラを顕微鏡と接続した測定システムを作製し細胞レベルでのPRI検出を試みた。このシステムを葉緑体レベルに発展させ、光合成挙動のリアルタイムなイメージングを行っていく。また、光環境などの非生物的な環境ストレスだけではなく、植物にカビが感染した際のキサントフィル色素の変化をPRIシグナルで検出する生物的ストレス検出にも挑戦し、観測に成功した。この成果は植物病理研究や農業現場における病害の早期検出に貢献すると期待する。

在本研究中，我们尝试通过关注 PRI（光化学反射指数）来可视化光合作用反应，该指数是根据 531 nm 和 570 nm 的光谱反射计算得出的。当植物接收到的光能超过光合作用的代谢反应时，就会引起热量耗散，将未使用的光能转化为热量循环。由于叶黄素循环是由类囊体膜腔内质子积聚引起的酸化诱导的，因此我们期望可以通过 PRI 来监测腔内环境。今年，我们创建了一个测量系统，将高光谱相机连接到显微镜，并尝试在细胞水平上检测 PRI。我们将把这个系统开发到叶绿体水平，并对光合作用行为进行实时成像。除了光环境等非生物胁迫外，我们还尝试通过使用PRI信号检测植物感染真菌时叶黄素色素的变化来检测生物胁迫，并成功观察到它们。我们希望这一成果能够为植物病理学研究和农业领域疾病的早期发现做出贡献。

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）

葉緑体チラコイド膜のルーメン pH 可視化を目指して

叶绿体类囊体膜内腔 pH 值的可视化

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
光合成研究
影响因子：
0
作者：
髙橋友理奈・中嶋孝幸・中村聡・本間香貴;上妻馨梨
通讯作者：
上妻馨梨

研究紹介（上妻馨梨）　植物の光合成

研究简介（小祖香织）植物光合作用

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

PsbM contributes to PSII supercomplex stability during prolonged dark incubation in higher plants

PsbM 有助于高等植物长时间黑暗孵育期间 PSII 超复合物的稳定性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
上妻馨梨;草場信
通讯作者：
草場信

Physiological validation of photochemical reflectance index (PRI) as a photosynthetic parameter using Arabidopsis thaliana mutants

DOI：
10.1016/j.bbrc.2018.02.192
发表时间：
2018-03-25
期刊：
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
影响因子：
3.1
作者：
Kohzuma, Kaori;Hikosaka, Kouki
通讯作者：
Hikosaka, Kouki

反射分光を用いた植物の強光乾燥ストレス応答の検出

利用反射光谱检测植物的强光干旱胁迫反应

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
上妻馨梨;彦坂幸毅
通讯作者：
彦坂幸毅

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