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    ホーム > 新着ニュース > 2017年 > 青色光と二酸化炭素による気孔開閉運動を制御する分子機構の解明

    青色光と二酸化炭素による気孔開閉運動を制御する分子機構の解明

     山口大学大学院創成科学研究科理学系学域の武宮淳史准教授、九州大学大学院システム生命科学府博士後期課程の樋山麻美大学院生・日本学術振興会特別研究員(当時)、九州大学大学院理学研究院の島崎研一郎教授(当時)(現:九州大学名誉教授)、京都大学、名古屋大学遺伝子実験施設の多田安臣教授、岡山大学大学院環境生命科学研究科(農)の宗正晋太郎助教、村田芳行教授らの共同研究グループは、青色光と二酸化炭素(CO2)による気孔開閉運動の制御シグナルに関わる新奇タンパク質リン酸化酵素を同定し、CBC(CONVERGENCE OF BLUE LIGHT and CO2)と命名しました。


     高等植物の葉の表皮には、一対の「孔辺細胞」と呼ばれる高度に分化した細胞からなる「気孔」という小孔が存在します。植物は気孔を開くことで、光合成に必要な二酸化炭素を吸収し、同時に蒸散により水を放出することで、土壌の栄養分を根から吸収するための駆動力を得ています。
     光に応答して気孔が開くことは、進化論で有名なチャールズ・ダーウィンの息子であるフランシス・ダーウィンにより発見されました。その後の研究で、光のなかでも特に400~500 nm付近の青色光が気孔開口に重要で、植物の光合成を増大することがわかりました。青色光とは反対に高濃度CO2は、気孔閉鎖を、低濃度CO2は開口を誘導することがわかっています。気孔開度は植物の生育に大きな影響を与えますので、大気中のCO2濃度の変動が、農作物に与える影響を理解し、その対策を考えるためにも、青色光とCO2による気孔開閉運動の情報統合機構の解明が求められていました。

     
     発見したCBCは青色光と低濃度CO2による気孔開口の増大を引き起こします。本研究成果は、変動する大気中の二酸化炭素濃度が農作物の生育に与える影響の理解に貢献します。また二酸化炭素の吸収効率を高めた農作物の開発技術への応用が期待されます。

     

     この研究成果は11月3日『Nature Communications』に掲載されました。
    (DOI:10.1038/s41467-017-01237-5)
     研究の詳細はこちら(114KB; PDFファイル)をご覧ください

      

     

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