スギおよびヒノキの針葉に蓄積するロドキサンチンの光防御機能の解明に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460067
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 向井 讓 静岡大学, 農学部, 教授 (80283349)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠原 健司 森林総合研究所, 生物工学研究領域, 研究職領域長 ; 角張 嘉孝 静岡大学, 農学部, 教授 (60126026)
• Keywords: ロドキサンチン / キサントフィルサイクル / 光阻害 / 光防御 / スギ

Research Abstract

ロドキサンチンの光防御機能を解明することを目的として生理学的解析をおこない、以下の結果を得た。
1.ロドキサンチンの蓄積量と光阻害の関連性に関する解析
クロロフィル蛍光反応、キサントフィルサイクルのカロチノイド組成、ロドキサンチンの定量およびタンパク質の組成の解析をおこなった結果、キサントフィルサイクルの稼働効率が低下し夜間にもゼアキサンチンが残存する条件下でロドキサンチンが蓄積すること、この時光阻害の程度を表すFv/Fmの値が低下し、光阻害を受けていることが確かめられた。したがって、ロドキサンチンの蓄積量は光阻害と密接な関連があると考えられる。
2.ロドキサンチン蓄積・消失に及ぼす温度および光強度の影響に関する解析
ロドキサンチンが蓄積・消失するメカニズムを解明するため、厳冬期に光阻審を受けてロドキサンチンが蓄積した屋外の枝を採集し、室内に移して22℃で、50μmol及び500μmolの2段階の光条件下で光阻害から回復させ、蓄積したロドキサンチンが解消失する過程と、キサントフィルサイクルの稼働効率、光化学系IIの反応中心タンパク質の変動について分析した。その結果、キサントフィルサイクルが稼働し夜間のゼアキサンチンがゼロ(0)になった後、ロドキサンチンの消失が始まること、消失速度は光阻審の程度が少ないほど早いことを明らかにした。また、直射日光が当たる野外で厳冬期に極端に減少していた光合成関連タンパク質の量がロドキサンチンの消失に伴って増加することを明らかにした

Research Products

• [Publications] Q.HAN, K.Shinohara, Y.Kakubari, Y.Mukai: "Photoprotective role of rhodoxanthin during cold acclimation in Cryptomeria japonica"Plant Cell and Environment. 26(印刷中). (2003)