1989 Fiscal Year Annual Research Report
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63480011
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
金井 龍二 埼玉大学, 理学部, 教授 (30008817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大西 純一 埼玉大学, 理学部, 助手 (40143242)
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| Keywords | オオムギ / モロコシ / 光呼吸 / 高酸素適応 / 高酸素耐性突然変異株 / グリコ-ル酸オキシダ-ゼ / グルタチオンレダクタ-ゼ |
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| Research Abstract |
植物を大気中より高濃度の酸素下で生育させて、光合成・光呼吸および酸素障害の除去に関与する代謝系がどのような適応を示すかを明らかにするため、オオムギ(C_3植物)およびモロコシ(C_4植物)を65%O_2、500ppmCO_2下で約3週間生育させ、同期間21%O_2、500ppmCO_2下で生育したコントロ-ル植物と酵素活性の経時的変動をタンパク質当りで比較した。オオムギ葉ではグリコ-ル酸オキシダ-ゼやヒドメキシピルビン酸レダクタ-ゼなど光呼吸経路の酵素活性が増大するのみならず、高酸素ストレスに適応してグルタチオンレダクタ-ゼ活性が日毎に増大し、ス-パ-オキシドディスムタ-ゼ活性も増加の傾向を示した。しかし、アスコルビン酸ペルオキシダ-ゼ活性は変化が見られなかった。モロコシ葉でもグルタチオンレダクタ-ゼ活性が著しく増加し、C_4経路の酵素ではPEPカルボキシラ-ゼ活性が増加の傾向を示した。
また、高酸素下で生育可能な突然変異株の取得を目指し、初年度および本年追加購入した密閉型植物生育装置を用いて、オオムギ(C_3)とモロコシ(C_4)は別々に選抜を行なった。EMS処理した種子のM2個体を70-80%O_2、200-400ppmCO_2中で太陽光下に置くと大部分は2週間以内に枯死するが、さらに1週間生存し続ける個体を選抜した。これまでに検討したモロコシの穂数は370、種子は約16300粒で、このうち高酸素耐性株と思われるもの2株が得られたので、その種子を採取できた。また本年度から選抜を始めたオオムギは450穂、種子約12000粒から、まだ高酸素耐性株は検出されていない。なお、副産物として、両植物からアルビノ・キサンタ・縞斑入り等の葉色変化や、澱粉蓄積の異常な株の取得も試みている。オオムギでは低澱粉株とアルビノ株が得られているが、後者では正常株に比べ光呼吸経路のグリコ-ル酸オキシタ-ゼ活性が約1/4に低下していた。
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[Publications] 大西純一、FliiggeUL,Heldt HW: "Phosphate translocator of mesophyll and bundle sheath chloroplasts of a C_4Plant,Panicun miliaceum.Identification and kinetic characterization." Plant Physiology. 91. 1507-1511 (1989)
