千葉大，光合成の電子伝達経路の新たな生理機能を解明

JST戦略的創造研究推進事業において，千葉大学の研究グループは，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た（ニュースリリース）。

植物は刻々と変化する気象条件の下，太陽光から光エネルギーを吸収して，電子伝達反応によって直接利用可能な化学エネルギーに変換し，それらを利用してCO2を固定し，生命の維持に必要な糖やデンプンを生産している。

光合成における電子伝達経路には，リニア電子伝達経路とサイクリック電子伝達経路が存在することが知られている。後者のサイクリック電子伝達経路は半世紀以上も前に発見されたが，その生理機能の全体像はいまだに解明されていない。

特に，NDH複合体に依存するサイクリック電子伝達経路は，モデル植物を中心に長年にわたり研究が行なわれ，夏季の直射日光のような強光や乾燥などの環境ストレスの緩和に重要だと論議されてきた。

研究グループは，主要作物であるイネを材料に，NDH複合体を欠損したイネの変異体を使って，2つの電子伝達経路とCO2ガス交換を同時測定するという最新の手法を用いた解析を行ない，NDH複合体に依存するサイクリック電子伝達経路は強光環境ではなく，むしろ曇天や薄暮などの弱光環境下の光合成電子伝達反応の最適化に重要であることを世界で初めて明らかにした。

今後，弱光環境下における光合成の最適化メカニズムの解明を進め，光合成効率の改善のみならずバイオマス生産量の確保に結びつけることで，地球レベルの大気CO2濃度の低減や食料増産が期待されるとしている。