1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05044130
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅田 浩二 京都大学, 食糧科学研究所, 教授 (50027182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HEBER U. ヴュルツブルク大学, 植物教室, 教授
SCHREIBER U. ヴュルツブルク大学, 植物教室, 教授
三宅 親弘 京都大学, 食糧科学研究所, 学術振興会特別研究員
真野 純一 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (50243100)
遠藤 剛 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (90201962)
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| Keywords | 光合成 / 葉緑体 / 光・酸素ストレス / 循環的電子伝達 / プロトン勾配 / モノデヒドロアスコルビン酸 / フェレドキシン / 電子スピン共鳴 |
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| Research Abstract |
1. C3およびC4植物でのフェレドキシン依存循環的電子伝達
植物は強光にさらされると、チラコイド膜内外のpH勾配(△pH)形成により光化学系II(PSII)の量子収率を低下させ過剰な光エネルギーを熱として放出する。浅田および三宅はドイツ訪問先において以下の実験を行い、定常光の下でフェレドキシン(Fd)を介する光化学系Iでの循環的電子伝達が△pH形成に寄与することを見いだした。
ホウレンソウ(C3植物),トウモロコシ(C4植物),アマランサス(C4)チラコイド膜を嫌気条件下赤外光を光照射すると、Fd添加時に、△pH形成を示す9-Aminoacridine(9-AA)蛍光消光が生じた。このFd依存9-AA蛍光消光は脱共役剤(nigericin),電子伝達阻害剤DCMU,DBMIB,stigmatellinにより、またAnitimycin A,MOA-stilbeneにより阻害された。即ち、C3植物、C4植物では、ともに光化学系Iで光還元されたFdがCyt b/f複合体Qi部位へ電子を与え、循環的電子伝達を媒介することにより、△pHを形成すると考えられた。
Fd依存性循環的電子伝達は、CO_2存在下光合成を行っている葉緑体で全△pH形成の23%、CO_2が存在しない条件下では60%に達した。このように電子受容体が不足する強光・低CO_2等の条件下では過剰な還元力を生じないための防御機構としてFd依存性循環的電子伝達が△pH形成によるPSII量子収率低下に主として寄与していると考えられた。
以上の結果は現在、論文としてまとめ、投稿準備中である。
2. 葉緑体でのアスコルビン酸ラジカルの光生成の検出
U.Schreiber博士は京都大学食糧科学研究所を訪問し、同研究所の電子スピン共鳴装置を用いて無傷葉緑体中のMDAラジカル検出を試み、光照射に伴って葉緑体中のMDA濃度が変動することを初めて確認した。
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[Publications] Asada,K.他: "Electron flow to the intersystem chain from stromal components and cyclic elctron flow in maize chloroplasts,as detected in intact leaves by monitoring" Plant Cell Physiol.34. 39-50 (1993)
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[Publications] Hormann,H.他: "Intact chloroplasts display pH5 optimum of O2-reduction in the absence of methyl viologen:Indirect evidence for a regulatory role of superoxide production." Photosynth.Res.37. 69-80 (1993)
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[Publications] Miyake,C.他: "Ferredoxin-dependent photoreduction of monodehydroascorbate radicals in spinach thylakoids" Plant Cell Physiol.35. (1994)
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[Publications] Heber,U.他: "Photosystem I control photosystem II in leaves" Frontiers of photobiology ed.by Shima,et al.,Excerpta Medica,Amsterdam.13-19 (1993)
