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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

Research Project

Project/Area Number 10J03271
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 植物分子生物・生理学
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

矢守 航  東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(PD) (90638363)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords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
Research Abstract

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。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Rubisco activity is associated with photosynthetic thermotolerance in a wild rice (Oryza meridionalis)2012

    • Author(s)
      Scafaro AP, Yamori W, Carmo-Silva AE, Salvucci ME, von Caemmerer S & Atwell BJ
    • Journal Title

      Physiologia Plantarum

      Volume: 146 Issue: 1 Pages: 99-109

    • DOI

      10.1111/j.1399-3054.2012.01597.x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antisense reductions in the PsbO protein of photosystem II leads to decreased quantum yield but similar maximal photosynthetic rates2012

    • Author(s)
      Dwyer SA, Chow WS, Yamori W. Evans JR, Kaines S, Badger MR & von Caemmerer S
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 63 Issue: 13 Pages: 4781-4795

    • DOI

      10.1093/jxb/ers156

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rubisco activase is a key regulator of non steady-state photosynthesis at any leaf temperature and, to a lesser extent, of steady-state photosynthesis at high temperature2012

    • Author(s)
      Yamori W., Masumoto C., Fukayama H., Makino A.
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: (未定)(印刷中) Issue: 6 Pages: 871-880

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2012.05041.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyclic electron flow around photosystem I via chloroplast NAD(P)H dehydrogenase (NDH) complex performs a significant physiological role during photosynthesis and plant growth at low temperature in rice2011

    • Author(s)
      Yamori W., Sakata N., Suzuki Y., Shikanai T., Makino A.
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 68 Issue: 6 Pages: 966-976

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04747.x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The roles of ATP synthase and the cytochrome b6/f complexes in limiting chloroplast electron transport and determining photosynthetic capacity2011

    • Author(s)
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price GD, Badger M.R, von Caemmerer S
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 155 Pages: 956-962

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      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The rate-limiting step for CO_2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C_3 crop species2011

    • Author(s)
      Yamori W, Nagai T, Makino A
    • Journal Title

      Plant Cell and Environment

      Volume: 34 Pages: 764-777

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  • [Journal Article] 光合成:葉における二酸化炭素と水のバランス2011

    • Author(s)
      田副雄士, 矢守航, 寺島一郎
    • Journal Title

      細胞工学

      Volume: 30 Pages: 121-126

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  • [Presentation] 植物の葉における呼吸系の低温馴化機構の熱力学的解析2013

    • Author(s)
      野口航, 矢守航
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Rubisco activase plays an important role in the regulation of non-steady-state photosynthesis at any leaf temperatures and, to a lesser extent, of steady-state photosynthesis at high temperature in rice2011

    • Author(s)
      Yamori, W., Masumoto, C., Fukayama H., Makino A.
    • Organizer
      Gordon Research Conference : CO_2 assimilation
    • Place of Presentation
      Les Diablerets, Switzerland
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  • [Presentation] Chloroplast CO_2 concentration and Rubisco kinetic parameters in the elevated CO_2 world2011

    • Author(s)
      Terashima, I., Okajima, Y., Mizokami, Y., Tazoe Y., Yamori, W.
    • Organizer
      Photosynthesis Research for Sustainability
    • Place of Presentation
      Baku, Azerbaijan
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  • [Presentation] 地球環境変化にともないRubiscoの最適キネティクスはどう変化するか2011

    • Author(s)
      寺島一郎, 岡島有規, 矢守航
    • Organizer
      植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
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  • [Presentation] 光合成速度の決定要因:葉緑体電子伝達とATP合成酵素の役割2010

    • Author(s)
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price G.D, Badger M.R, von Caemmerer S
    • Organizer
      植物学会第74回大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井市)
    • Year and Date
      2010-09-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] The effects of antisense suppression of δ subunit of chloroplast ATP synthase on the rates of chloroplast electron transport and CO_2 assimilation in transgenic tobacco2010

    • Author(s)
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price G.D, Badger M.R, von Caemmerer S
    • Organizer
      15th International Congress on Photosynthesis
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2010-08-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks] Yamori W., Masumoto C., Fukayama H. & Makino A.(2012)Plant Journal

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/j000000/kd50610000001myt.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] Yamori et al.(2011) The Plant Journal, 68 : 966-976

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/j000000/kd50610000001k5f.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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