2005 Fiscal Year Annual Research Report
光合成物質生産の新規制御物質の分離同定とソース・シンク制御機構の総合的研究
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16370009
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
葛西 身延 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10221871)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒川 修 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (70184265)
臼田 秀明 帝京大学, 医学部, 助教授 (90112755)
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| Keywords | 光合成速度 / ソース・シンク / シンク・リミット / ルビスコ活性阻害物質 |
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| Research Abstract |
これまで様々な植物を用いた研究から光合成産物の供給(ソース)速度が需要(シンク)速度を相対的に上回る場合,すなわち植物がシンク・リミット状態になる場合には主要なソース器官である葉に光合成産物が蓄積し光合成速度が低下することを明らかにした。一方,サツマイモを用いた研究からはシンク・リミット状態における光合成速度の低下がルビスコへの活性阻害物質の結合によって引き起こされることが示された。本年度の研究の目的はシンク・リミット状態におけるルビスコ活性阻害物質が何であるかをさらに確かめ,その物質のシンク・リミット状態における機能の普遍性とルビスコからの解離過程をさらに検討することである。加えて,その活性阻害物質がシンク・リミット状態における主要な光合成速度低下の原因であるかどうかを検討することである。
1.サツマイモのシンク・リミット状態におけるルビスコ活性阻害物質の分離同定の研究:初年度はサツマイモ植物個体をシンク・リミット状態にするためスチームガードリング処理を行い,光合成産物が多量に蓄積し光合成速度の低下した葉を得,この葉の抽出液からホウレンソウのルビスコに結合しHPLCで単一ピークを示すルビスコ活性を抑制する物質分画を得た。しかし,この分画には,NMRやガスマス測定により,多量の多糖が混入することが判明した。本年度は限外ろ過などでこの多糖の除去を試みたが,よい結果が得られなかった。一方,葉抽出液の阻害物質濃度を高め純度の高い阻害物質を得るために,多くのサツマイモ個体に比較的長期間のガードリング処理を行ったが,葉のルビスコタンパク量が大きく低下するなど葉に老化現象が認められ,適する葉サンプルを得ることができなかった。
2.ダイズにおけるルビスコ活性阻害物質の同定,普遍性,阻害物質の解離,光合成速度低下への寄与:初年度はダイズ植物個体を用いてこれに二つの異なるシンク・リミット状態を課すことによって光合成速度制御の機構を調べた。その結果,これら二つのシンク・リミット状態における光合成速度低下には,いずれも不活性化型ルビスコへの既知の糖リン酸の結合が関わることが示された。本年度はダイズ植物個体にもう一つ別のシンク・リミット状態を課し光合成速度制御の機構を調べた。その結果,このシンク・リミット状態における光合成速度低下にも既知の糖リン酸のルビスコへの結合が関わることが示された。さらに用いたダイズ植物個体のソースシンク比と光合成速度および既知糖リン酸のルビスコへの結合量の間に関係性が認められ,シンクリミット状態・解除状態の程度による既知糖リン酸のルビスコ結合解離を介して光合成ソース・シンク制御機構の存在が示唆された。
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