「ルビスコ」に関するサイレントキーワード「電子伝達」が含まれる科研費採択研究3件

【研究名】変動する光環境下において優れた光合成能力を持つ植物の創出にむけた基盤研究
【研究代表者】矢守 航  東京大学   大学院農学生命科学研究科(農学部)   准教授 	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000090638363/	
【研究名】光合成系の温度馴化の分子メカニズム:ルビスコのキネティクス特性と活性制御機構
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【研究名】光合成系の温度馴化の分子メカニズム:ルビスコのキネティクス特性と活性制御機構<div class="jptitle5	【研究分野】植物生理・分子【研究領域課題番号】	https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03271/" target="kaken" >10J03271  (KAKENデータベースで見る）</a>【研究キーワード】    <div class="jptitle4	光合成 / 温度応答 / ルビスコ / アクチベース / 電子伝達 / サイクリック電子伝達 / リニア電子伝達 / 光活性化 / 高温 / 温度 / CO2同化速度【研究成果の概要】    <div class="jptitle4	高温領域においてRubisco活性化状態が減少することが分かっている。ルビスコ活性化率の制御はアクチベースによって制御されるため、高温下におけるルビスコ活性化率の減少はアクチベース活性の減少が原因だと提案されてきた。しかし、申請者の研究結果によって、高温におけるルビスコ活性化率の変化は、アクチベース活性だけではなく電子伝達活性を介して制御されている可能性もでてきた。電子伝達経路には、これまでに直線的電子伝達経路と循環的電子伝達経路が存在することが知られている。そこで、NDH依存の循環的電子伝達経経路が欠損した変異体イネ、および、Cytochrome b_6/f complex量の減少によって直線的電子伝達速度が減少した形質転換体を用いて、電子伝達経経路によるルビスコ活性化制御について解析を行った。その結果、野生体イネと比べて、循環的電子伝達経経路を欠損した変異体イネではRubisco活性化率にほとんど変化がなかったが、直線的電子伝達速度が減少した変異体イネではRubisco活性化率が減少する傾向にあった。これまでの申請者の研究によって、アクチベースの活性はATP/ADP比やストロマの還元状態によって制御されることが明らかとなっている(Yamori et al. 2012 Plant J,71, 871-880)。よって、イネにおいて、Rubisco活性化状態の制御には、アクチベースだけではなく、電子伝達速度が関わっていることが示唆された。
        
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【研究名】光合成部分反応の温度依存性解析に基づく葉の光合成系温度馴化メカニズムの研究
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【研究名】光合成部分反応の温度依存性解析に基づく葉の光合成系温度馴化メカニズムの研究<div class="jptitle5	【研究分野】生態・環境【研究領域課題番号】	https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08423/" target="kaken" >04J08423  (KAKENデータベースで見る）</a>【研究キーワード】    <div class="jptitle4	光合成 / 温度馴化 / Rubisco / 内部コンダクタンス / 地球温暖化 / 電子伝達【研究成果の概要】    <div class="jptitle4	植物の葉では、栽培温度に応じて光合成速度の温度依存性が変化する。,光合成モデルに基づくと、光合成速度はカルボキシレーション速度とRuBP再生産速度とのどちらか遅い速度によって決定される。RuBP再生産速度はチラコイド膜の電子伝達速度によって律速を受けると考えられており、いくつかの植物において、電子伝達速度の温度依存性が栽培温度によって変化することが報告されている。しかし、実際にRuBP再生産速度の温度依存性が電子伝達速度によって決定されるのか、そして、それが光合成速度の温度依存性に影響を及ぼすのかを定量的に解析した研究はほとんどない。そこで、15℃、30℃で栽培したホウレンソウ葉を用いて、光合成速度の温度依存性の変化にRuBP再生産速度が関与するのかどうかを解析した。<br />それぞれの温度で栽培した葉からチラコイド膜を単離して、電子伝達速度を測定した。電子伝達速度の温度依存性は栽培温度によって異なっていた。また、電子伝達速度の温度依存性は、PSII周辺の電子伝達速度によって律速されることが分かった。光合成モデルに基づいて、電子伝達速度に律速されるときのin vitro RuBP再生産速度を見積もった。ガス交換測定から、in vivo RuBP再生産速度を評価することができるが、それはin vitro RuBP再生産速度の温度依存性と一致していた。つまり、RuBP再生産速度の温度依存性はチラコイド膜の電子伝達速度によって律速されることが分かった。最後に、光合成速度の律速要因について調べた。これまでの申請者の研究結果と合わせると、現在の大気CO_2濃度における光合成速度は、30℃葉において、低温側でRuBP再生産速度とカルボキシレーション速度によって律速されたが、高温側ではRuBP再生産速度によって律速を受けていた。また、15℃葉においては、全温度領域でカルボキシレーション速度のみによって律速されることが明らかとなった。
        
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