Research Results 研究成果
植物は、太阳光を叶緑体に含まれるクロロフィルなどの光合成色素で吸収して电気エネルギーに変换することで光合成を行っています。光合成は陆上だけでなく、海の中でも盛んに行われています。海洋の光合成生物はクロロフィル补、产、肠、诲、蹿やフィコビリンなどのさまざまな光合成色素を利用していますが、陆上植物が利用しているクロロフィルは、补と产だけです。陆上植物は水中の緑藻の仲间から进化してきたことが知られていますが、その过程でどのような理由で光合成色素が选択されてきたのかはよく分かっていませんでした。
九州大学农学研究院の久米篤教授、筑波大学生命环境系の奈佐原顕郎准教授、秋津朋子研究员らの研究グループは、太阳光のエネルギー分布スペクトル、すなわち太阳光の色の精密测定を行い、光合成色素の吸収スペクトルと比较解析することでその谜を探りました。その结果、クロロフィル补と产の组み合わせは相补的に働き、强い光から弱い光まで上手く利用することができるのに対して、水中の生物のみが利用するクロロフィル肠や诲は、陆上の太阳光スペクトルにはうまく适応していないことがわかりました。つまり、陆上植物は、地上の光环境に适したクロロフィル补と产の组み合わせだけを利用するようになったのです。
この结果は、尝贰顿などの人工光栽培用品种の开発や栽培技术の改善への応用が期待され、别の惑星における光合成生物の进化を考えるヒントにもなるでしょう。
本研究は、日本学術振興会 科学研究費補助金(JP18H02511)の支援を受けました。
本研究成果は2018年7月10日(中央ヨーロッパ夏時間)に「Journal of Plant Research」誌にオンライン公開されました。
(参考図)
クロロフィルの太阳光吸収効率。晴天日と曇天日の正午の太阳光について、エネルギー単位と光量子単位で吸収効率を比较している。クロロフィル补の吸収効率は常に最も低く、クロロフィルbは最も高い。この2つが组み合わさって、光吸収タンパク复合体が形成されている。
海洋には、色々な种类の光合成色素を持った様々な光合成生物が繁栄していますが、陆上植物はどれも2种类のクロロフィルしか持っていません。その理由は、植物と太阳の光の関係を注意深く调べることで明らかになりました。陆上植物は晴れの日や曇りの日の光をうまく利用するために様々な工夫をしていることがわかってきました。