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低窒素条件下での呼吸系の役割の解明

Research Project

Project/Area Number 15770027
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 植物生理・分子
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

野口 航  大阪大学, 理学研究科, 助手 (80304004)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Keywords呼吸 / AOX / 窒素 / 呼吸鎖 / 安定同位体
Research Abstract

窒素栄養に対する呼吸系の応答については、呼吸と窒素濃度との相関を調べた研究以外には数少なく、その相関の背景にあるメカニズムも不明である。低窒素条件下では、葉にデンプンが蓄積し、光合成が阻害されることが知られている。呼吸系は過剰の炭水化物を消費し、植物体内の炭素と窒素のバランスをとるのに働くと言われている。呼吸鎖にあるATP合成とは共役しないAOXが過剰な炭水化物を効率良く消費すると考えられているが、AOXが炭水化物の消費系としてどの程度役立っているのかは分かっていない。本年度では、ミトコンドリアを単離しやすいホウレンソウの葉を用いて、単離ミトコンドリアを用いた呼吸鎖電子伝達系の解析、ミトコンドリア呼吸酵素の活性測定、およびwestern blottingによるタンパク質量の定量を行った。結果として、(1)ミトコンドリアタンパクあたりのAOXの最大活性(コハク酸とNADHを基質とし、還元剤とピルビン酸で活性化した条件)は、低窒素条件では非常に高い値を示した。AOXとシトクロム経路末端酸化酵素COXの最大活性の比(AOX/COX)も、低窒素条件ほど高い値を示した。(2)western blottingの結果では、AOXタンパク量は最大活性と同様に低窒素条件ほど多かった。しかしAOXと同じようにATP合成とは共役しないuncoupling protein量は窒素条件による違いはなかった。(3)ミトコンドリア呼吸酵素として、fumarase,NAD-isocitrate dehydrogenase,malicenzyme,malate dehydrogenase,citrate synthase,acontaseの最大活性を測定した。ミトコンドリアタンパクあたりの最大活性は、多くの酵素で低窒素条件ほど高かった。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] Dependency of branch diameter growth in young Acer trees on light intensity and shoot growth activity2005

    • Author(s)
      Sone K, Noguchi K, Terashima I
    • Journal Title

      Tree Physiology 25

      Pages: 39-48

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Maintenance of growth rate at low temperature in rice and wheat cultivars with a high degree of respiratory homeostasis is associated with a high efficiency of respiratory ATP production2004

    • Author(s)
      Kurimoto K, Millar AH, Lambers H, Day DA, Noguchi K
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology 45

      Pages: 1015-1022

    • NAID

      10013525573

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 観葉植物の呼吸電子伝達系-薄暗い室内でも効率良く生育できるしくみ-2004

    • Author(s)
      野口 航
    • Journal Title

      化学と生物 42

      Pages: 356-359

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature acclimation of photosynthesis in spinach leaves : Analyses of photosynthetic components and temperature dependences of photosynthetic partial reactions

    • Author(s)
      Yamori W, Noguchi K, Terashima I
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Response of mitochondria to light intensity in the leaves of sun and shade species

    • Author(s)
      Noguchi K, Taylor NL, Millar AH, Lambers H, Day DA
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Kurimoto, K., Day.D.A, Lambers, H., Noguchi K.: "Effect of respiratory homeostasis of plantgrowth in culticars of wheat and rice"Plant, Cell and Environment. 印刷中. (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Noguchi, K.: "Advances in Photosynthesis and Respiration"Kluwer Academic Publishers(印刷中). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL: 

Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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