2009 Fiscal Year Annual Research Report
樹木に特異的な温度感応性色素サイクルとオルガネラクロストークによる環境適応機構
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21580187
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 勝 Nagaoka National College of Technology, 物質工学科, 准教授 (30300560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 航 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80304004)
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| Keywords | 色素 / ルテイン / キサントフィル / 樹木 / 光合成 / 電子伝達 / ミトコンドリア / 葉緑体 |
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| Research Abstract |
樹木葉は草本植物には見られないα-Carを中心に季節的に変化させる。この組成変化によるストレス耐性の定量化を行うために、光と温度条件の異なる環境で生育させた樹木葉のカロテノイド含量,それらの組成および葉緑体光合成の光利用効率の測定を行った。そして、弱光生育と高温生育の樹木葉のα-Car含量の増加が観察され、各因子によりα-Car含量が変動することを示した。そして、葉内のα-Car含量の増加に伴い、電子伝達鎖での弱光に対する光エネルギー利用効率が上昇していた。これらの結果から、私は、樹木は弱光および高温生育において葉内のα-Car含量を増加させるなどカロテノイド組成を変化させることにより、最適な光合成を維持する機構の存在を示唆した。
ATP生産に共役しないこの経路は葉緑体で使いきれずに過剰になっている電子を効率良く利用すると考えられ、ミトコンドリア(Mit)のAox経路が光による生育阻害に対してストレス応答機構として働いている事が示唆されている。しかし、AOXがどの程度の過剰電子の散逸に関与しているかは分かっておらず、光合成活性の制御への寄与も明確でない。そこで過剰電子の消費機構としての呼吸鎖の役割について検討するために、阻害剤によって呼吸鎖の電子伝達を制御し、光合成活性およびクロロフィル蛍光を測定した。実験を行った結果、AOX経路が葉緑体で発生した過剰電子の散逸系として機能しており、過剰電子がMitにより適切に消費されることで、光合成の効率を維持していることが示唆された。
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