低温に弱い葉緑体

光合成は地球上の多くの生態系を支える重要な反応ですが、環境の変化に影響を受けやすいという側面も持っています。とくに、光合成を担う葉緑体は低温に弱いことが知られています。そのため、寒冷圏では、多くの樹木は落葉し、草本類は地中で越冬します。一方、寒冷圏には、冬でも緑を維持している針葉樹などの常緑植物が存在します。

低温下でどのように光合成するのか

私たちの研究室では、寒冷圏の常緑樹が極寒の中で緑を維持する仕組みを研究しています。これまでの研究の中で、常緑樹の葉の葉緑体は、光エネルギーを熱に変えるタンパク質を蓄積させるなど、いくつかの方法で冬季の低温に耐えて緑を維持していることがわかってきました。研究室では、イチイなどの常緑樹のほかにササやツルマサキなどさまざまな常緑植物を研究材料として、これらの植物の遺伝子、タンパク質、葉緑素、カロテノイドなどを分析し、さまざまな光合成の特徴を調べることによってこの課題に取り組んでいます。

研究室全体としては、光合成と代謝をテーマに研究を進めており、落葉樹に関しても、秋に葉緑素を分解する酵素の研究や緑藻の光合成に関する研究も行っています。