研究課題
基盤研究(B)
イネにおけるポテンシャルとしての光合成能力の改善を試みた。昨年度までに、炭酸固定能力の決定因子である光合成の炭酸固定酵素Rubiscoについて、タンパク質量の増強が認められたSense-rbcSイネと量的減少が認められたAnti-rbcSイネの作成に成功したので、今年度ではRubisco増減に対する炭酸固定化率の向上の割合について定量的な関係を調べた。また、Rubisco量を減少させたAnti-rbcSイネを用いて葉内におけるRubiscoの分解の機作についても調べた。当代でRubisco含量の増加が認められたSense-rbcSイネの2系について次世代(T1)のRubisco含量を調べたところ、wild-typeイネに対して150%までの増加が認められる系統が得られた。それらの次々世代(T2)の光合成解析を行った。葉内CO_2分圧変化に対する光合成速度の応答について調べた。その結果、Anti-rbcSイネではすべての個体において低CO_2領域での光合成速度の低下が観測されたのに対し、Sense-rbcSイネでは多くの個体で低CO_2領域でも光合成速度の増加は認められなかった。次に、Rubisco含量の増加が認められたSense-rbcSイネについて、葉内CO_2分圧が20Paと100Paの光合成速度とRubisco含量の関係を調べたところ、多くの個体においてRubiscoの増強が光合成速度の増強に結びついていないのが確認され、100PaのCO_2では逆に光合成の低下が観察される傾向にあった。原因はRubiscoの生体内における部分的な不活性化にあった。Anti-rbcSイネ(wild-typeの40%Rubisco含量を持つ)については、wild-typeイネとの葉位別のRubisco含量とChl含量の変化について調べた。Chl含量には両genotypeで差が認められないのに対し、Rubisco含量ではAnti-rbcSイネの下位葉で相対的に高く維持されていた。rbcS mRNAは下位葉ではほとんど検出されなかったことから、分解が特異的に抑制されていることが示唆された。このように、Rubiscoに働く特異的な分解機構があることが示された。
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