| 研究課題/領域番号 |
03304004
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
植物生理学
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
金井 龍二 埼玉大学, 理学部, 教授 (30008817)
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| 研究分担者 |
杉山 達夫 名古屋大学, 農学部, 教授 (50023453)
沢田 信一 弘前大学, 理学部, 教授 (70106839)
臼田 秀明 帝京大学, 医学部, 助教授 (90112755)
石原 邦 東京農工大学, 農学部, 教授 (70014925)
浅田 浩二 京都大学, 食料科学研究所, 教授 (50027182)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
14,300千円 (直接経費: 14,300千円)
1992年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1991年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
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| キーワード | 光合成 / 環境ストレス / 酸素阻害 / C_4植物 / 窒素欠乏 / リン酸欠乏 / PEPカルボキシラーゼ / RuBPカルボキシラーゼ / 二酸化炭素 / C_<24>2植物 / PEPカルボキシラ-ゼ / RuBPカルボキシラ-ゼ |
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| 研究概要 |
植物は限られた栄養源と様々な環境ストレス下で、光合成している。主にC_3,C_4植物を用い、環境条件として大気中より高いO_2またはCO_2濃度、光強度、低温、栄養源はNとPの欠乏を取り上げ、葉緑体の炭素代謝機能のみならず蔗糖合成や光呼吸経路など他の細胞器官との関連、葉の老化やSOURCE-SINK関係、気孔による調節にも注目した。
高O_2下では活性酸素防御系のグルタチオンレダクターゼ活性が増加し、高CO_2下で、C_4植物はC_4経路の、C_3植物は光呼吸経路の活性が低下した。緑藻クラミドモナスは低CO_2下で葉緑体ピレノイド発達に対応してRuBPカルボキシラーゼ(RuBisCO)蛋白も増加した。高等植物RuBisCOに新活性調節部位があるとの証拠を示した。Pi欠乏でC_4植物の光合成能力が低下するのはC_4経路の律速酵素とRuBisCOの活性低下が原因となる。Nストレス下のC_3植物はN利用効率に種間差があるが、電子伝達系/RuBisCO炭酸固定能力の比は一定になる。また、N不足C_4植物がストレスから回復する過程で選択的に発現するC_4酵素PEPカルボキシラーゼ蛋白とそのmRNA蓄積に対し、グルタミンとサイトカイニンがシグナルの役割をする。キュウリの低温ストレスによる炭酸固定系の障害はFuBPホスファターゼの光活性化系酵素Fdチオレドキシンレダクターゼの失活による。また、つる植物を水平栽培することにより葉の被蔭と老化による影響を区別して検討した。イネの水ストレスによる光合成能の低下を同化箱法と酸素電極法で測定比較した結果、広範囲の水ストレスに対して気孔を介したCO_2供給低下が主要因であり、高湿度で生育すると水ストレス感受性が高くなる。Source-Sinkモデル実験系によりSink-limit条件ではRuBisCO活性が低下したので、野外で栽培密度を変えて生育したダイズで検討した結果、葉の蔗糖含量増加に伴い光合成能とRuBisCO活性が低下した。
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