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光合成系の温度馴化の分子メカニズム:ルビスコのキネティクス特性と活性制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 10J03271
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物生理・分子
研究機関東北大学

研究代表者

矢守 航  東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(PD) (90638363)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光合成 / 温度応答 / ルビスコ / アクチベース / 電子伝達 / サイクリック電子伝達 / リニア電子伝達 / 光活性化 / 高温 / 温度 / CO2同化速度
研究概要

高温領域においてRubisco活性化状態が減少することが分かっている。ルビスコ活性化率の制御はアクチベースによって制御されるため、高温下におけるルビスコ活性化率の減少はアクチベース活性の減少が原因だと提案されてきた。しかし、申請者の研究結果によって、高温におけるルビスコ活性化率の変化は、アクチベース活性だけではなく電子伝達活性を介して制御されている可能性もでてきた。電子伝達経路には、これまでに直線的電子伝達経路と循環的電子伝達経路が存在することが知られている。そこで、NDH依存の循環的電子伝達経経路が欠損した変異体イネ、および、Cytochrome b_6/f complex量の減少によって直線的電子伝達速度が減少した形質転換体を用いて、電子伝達経経路によるルビスコ活性化制御について解析を行った。その結果、野生体イネと比べて、循環的電子伝達経経路を欠損した変異体イネではRubisco活性化率にほとんど変化がなかったが、直線的電子伝達速度が減少した変異体イネではRubisco活性化率が減少する傾向にあった。これまでの申請者の研究によって、アクチベースの活性はATP/ADP比やストロマの還元状態によって制御されることが明らかとなっている(Yamori et al. 2012 Plant J,71, 871-880)。よって、イネにおいて、Rubisco活性化状態の制御には、アクチベースだけではなく、電子伝達速度が関わっていることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rubisco activity is associated with photosynthetic thermotolerance in a wild rice (Oryza meridionalis)2012

    • 著者名/発表者名
      Scafaro AP, Yamori W, Carmo-Silva AE, Salvucci ME, von Caemmerer S & Atwell BJ
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 146 号: 1 ページ: 99-109

    • DOI

      10.1111/j.1399-3054.2012.01597.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antisense reductions in the PsbO protein of photosystem II leads to decreased quantum yield but similar maximal photosynthetic rates2012

    • 著者名/発表者名
      Dwyer SA, Chow WS, Yamori W. Evans JR, Kaines S, Badger MR & von Caemmerer S
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 63 号: 13 ページ: 4781-4795

    • DOI

      10.1093/jxb/ers156

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rubisco activase is a key regulator of non steady-state photosynthesis at any leaf temperature and, to a lesser extent, of steady-state photosynthesis at high temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Yamori W., Masumoto C., Fukayama H., Makino A.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: (未定)(印刷中) 号: 6 ページ: 871-880

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2012.05041.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclic electron flow around photosystem I via chloroplast NAD(P)H dehydrogenase (NDH) complex performs a significant physiological role during photosynthesis and plant growth at low temperature in rice2011

    • 著者名/発表者名
      Yamori W., Sakata N., Suzuki Y., Shikanai T., Makino A.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 68 号: 6 ページ: 966-976

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04747.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The roles of ATP synthase and the cytochrome b6/f complexes in limiting chloroplast electron transport and determining photosynthetic capacity2011

    • 著者名/発表者名
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price GD, Badger M.R, von Caemmerer S
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 155 ページ: 956-962

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The rate-limiting step for CO_2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C_3 crop species2011

    • 著者名/発表者名
      Yamori W, Nagai T, Makino A
    • 雑誌名

      Plant Cell and Environment

      巻: 34 ページ: 764-777

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光合成:葉における二酸化炭素と水のバランス2011

    • 著者名/発表者名
      田副雄士, 矢守航, 寺島一郎
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 30 ページ: 121-126

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 植物の葉における呼吸系の低温馴化機構の熱力学的解析2013

    • 著者名/発表者名
      野口航, 矢守航
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rubisco activase plays an important role in the regulation of non-steady-state photosynthesis at any leaf temperatures and, to a lesser extent, of steady-state photosynthesis at high temperature in rice2011

    • 著者名/発表者名
      Yamori, W., Masumoto, C., Fukayama H., Makino A.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference : CO_2 assimilation
    • 発表場所
      Les Diablerets, Switzerland
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Chloroplast CO_2 concentration and Rubisco kinetic parameters in the elevated CO_2 world2011

    • 著者名/発表者名
      Terashima, I., Okajima, Y., Mizokami, Y., Tazoe Y., Yamori, W.
    • 学会等名
      Photosynthesis Research for Sustainability
    • 発表場所
      Baku, Azerbaijan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 地球環境変化にともないRubiscoの最適キネティクスはどう変化するか2011

    • 著者名/発表者名
      寺島一郎, 岡島有規, 矢守航
    • 学会等名
      植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光合成速度の決定要因:葉緑体電子伝達とATP合成酵素の役割2010

    • 著者名/発表者名
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price G.D, Badger M.R, von Caemmerer S
    • 学会等名
      植物学会第74回大会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 年月日
      2010-09-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The effects of antisense suppression of δ subunit of chloroplast ATP synthase on the rates of chloroplast electron transport and CO_2 assimilation in transgenic tobacco2010

    • 著者名/発表者名
      Yamori W, Takahashi S, Makino A, Price G.D, Badger M.R, von Caemmerer S
    • 学会等名
      15th International Congress on Photosynthesis
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] Yamori W., Masumoto C., Fukayama H. & Makino A.(2012)Plant Journal

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/j000000/kd50610000001myt.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] Yamori et al.(2011) The Plant Journal, 68 : 966-976

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/j000000/kd50610000001k5f.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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