高夜温条件下におけるCAM型光合成の制御機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 08456014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 作物学
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 野瀬 昭博 佐賀大学, 農学部, 教授 (80045137)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 1998年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1997年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 1996年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: CAM / ホスホフルクトキナーゼ / 夜温 / アイソザイム / グルコース6-リン酸 / パインアップル / ベンケイソウ / イオンクロマトグラフィー / ゲルクロマトグラフィー / カイソザイム / CAM型光合成 / 高夜温 / 温度 / セイロンベンケイソウ / 解糖系 / pH反応 / 細胞内部位

研究概要

高夜温(37℃)処理を3日間継続すると,セイロンベンケイソウとコダカラベンケイソウはCAM型光合成からC3型光合成へガス交換の日変化を転換する.本研究においては,高夜温処理によるCAM型光合成の消失機構を解糖系に焦点をあてて調査した.2種類のベンケイソウから得たATP-PFKの活性の最適温度は35℃,パインアップルのPPi-PFKは40℃まで活性を増大させ続けた.最適pHは,ベンケイソウのATP-PFKでpH7.6,パインアップルのPPi-PFKはpH7.2とpH7.6の2ヶ所に至適域を有していた.パインアップルのPPi-PFKについて等電点は,昼型(17:00採取)ではpH4.88およびpH5.34,夜型(24:00採取)ではpH4.80であった.DEAE-セルロースカラムクロマトグラフィー上でパインアップルのPPi-PFKは昼夜供に2つのピークとして単離された.それぞれのタンパクをゲル濾過クロマトグラフィーで溶出すると,それぞれ14分前後と12分前後で溶出した.特に夜間に抽出したイオンクロマト上で荷電量の大きなタンパクは,上述した2種類のタンパクに分離した.ベンケイソウにおいては高夜温条件下でPEPカルボキシラーゼの活性化物質として知られるグルコース6-リン酸の夜間での増大が抑制されるた.以上のように,CAM型光合成の制御に解糖系が関与していることが示唆された.

研究成果

• [文献書誌] 野瀬昭博: "パインアップル葉の解糖系酵素ホスホフルクトキーゼ(PFK)の精製に関する研究" 日本作物学会紀事. 68(別1). 74-78 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akihiro NOSE: "Temperoture and pH responses of phosphofructokinase from three CAM plants,Ananas comosus, Kalonchoe pinnata and K.claigremontiana" Research in photosynthesis. 11(印刷中). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 野瀬昭博: "パインアップル葉における解糖系酵素ホスホフルクトキナーゼ(PFK)夜型酵素のクロマトグラフィーによる分離特性" 日本作物学会紀事. 68(別2)(予定). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 野瀬昭博: "高夜温条件下におけるCAM型光合成の代謝中間体の動態" 日本作物学会紀事. 68(別2)(予定). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akihiro NOSE: "Chomatographic properties of the pyrophosphate : fructose-6-phosphate 1-phosphotransferase from the crassulacean acid metabolism plant, pineapple (Ananas comosus) leaves." Japan. J.Crop Sci.68-Extra 1. 74-75 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akihiro NOSE: "Temperature and pH responses of phosphofructokinase from three CAM plants, Ananas comosus, Kalanchoe pinnata and K.daigremontiana." Research in Photosynthesis. 11 (in press). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akihiro NOSE: "Chromatographic properties of phosphofruotokinase extracted from day leaves of pineapple." japan. J.Crop Sci.68-Extra 1 (in press). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akihiro NOSE: "Effcts of high night temperature on contents of metabolites of CAM photosynthesis." Japan. J.Crop Sci.68-Extra 1 (in press). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akihiro Nose: "Temperature and pH responses of phasphofructokinase foom three CAM plants,Ananas comosus,kalanchoe pinnata and K.daigremon fiana" Research in photosynthesis. 11(印刷中). (1999)
• [文献書誌] 野瀬昭博: "高液温条件下におけるCAM型光合成の代謝中間体の動態" 日本作物学会記事. 68(予定). (1999)
• [文献書誌] 野瀬昭博: "パインアップル葉の解糖系酵素ホスホフルクトキナーゼ(PFK)の精製に関する研究" 日本作物学会記事. 68・別1(印刷中). (1999)
• [文献書誌] 野瀬昭博: "パインアップル葉における解糖系酵素ホスホフルクトキナーゼ(PFK)夜型酵素のクロマトグラフィーにおける分離特性" 日本作物学会記事. 68(予定). (1999)
• [文献書誌] Akihiro Nose and Kan'n Kcleyashi: "Teuperature and pH responses of phosphofruc to kinase of three CAM plants,A.comosus,Kpinnata,and K.daipremunfiana" Research in Photosynthesis. 21(予定). (1998)
• [文献書誌] 野瀬昭博: "パインアップル・セイロンベンケイソウ・コダカラベンケイソウにおける50%酵素条件下でのCAM型ガス変換の日変化" 日本作物学会紀事. 66・別1(印刷中). (1997)