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2005 年度 研究成果報告書概要

光合成物質生産の新規制御物質の分離同定とソース・シンク制御機構の総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16370009
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 生態・環境
研究機関弘前大学

研究代表者

葛西 身延  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10221871)

研究分担者 荒川 修  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (70184265)
臼田 秀明  帝京大学, 医学部, 助教授 (90112755)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
キーワード光合成速度 / ソースシンク / シンクリミット / ルビスコ活性阻害物質
研究概要

これまで様々な植物を用いた研究から植物がシンクリミット状態になる場合には主要なソース器官である葉に光合成産物が蓄積し光合成速度が低下することを明らかにした。一方,サツマイモを用いた研究からはシンクリミット状態における光合成速度の低下がルビスコへの活性阻害物質の結合によって引き起こされることが示された。本研究の目的はシンクリミット状態におけるルビスコ活性阻害物質が何であるかを明らかにし,その物質のシンクリミット状態における機能の普遍性とルビスコからの解離過程を明らかにすることである。加えて,その活性阻害物質がシンクリミット状態における主要な光合成速度低下の原因であるかどうかを検討することである。
1.サツマイモのシンクリミット状態におけるルビスコ活性阻害物質の分離同定の研究:初年度はサツマイモ植物個体をシンクリミット状態にするためスチームガードリング処理を行い,光合成産物が多量に蓄積し光合成速度の低下した葉を得,この葉の抽出液からホウレンソウのルビスコに結合しHPLCで単一ピークを示すルビスコ活性を抑制する物質分画を得た。しかし,この分画には,NMRやガスマス測定により,多量の多糖が混入することが判明した。次年度(最終年度)は限外ろ過などでこの多糖の除去を試みたが,よい結果が得られなかった。一方,葉抽出液の阻害物質濃度を高め純度の高い阻害物質を得るために,多くのサツマイモ個体に比較的長期間のガードリング処理を行ったが,葉のルビスコタンパク量が大きく低下するなど葉に老化現象が認められ,適する葉サンプルを得ることができなかった。
2.ダイズにおけるルビスコ活性阻害物質の同定,普遍性,阻害物質の解離,光合成速度低下への寄与:初年度はダイズ植物個体を用いてこれに二つの異なるシンクリミット状態を課すことによって光合成速度制御の機構を調べた。その結果,これら二つのシンクリミット状態における光合成速度低下には,いずれも不活性化型ルビスコへの既知の糖リン酸の結合が関わることが示された。次年度(最終年度)はダイズ植物個体にもう一つ別のシンクリミット状態を課し光合成速度制御の機構を調べた。その結果,このシンクリミット状態における光合成速度低下にも既知の糖リン酸のルビスコへの結合が関わることが示された。さらに用いたダイズ植物個体のソースシンク比と光合成速度および既知糖リン酸のルビスコへの結合量の間に関係性が認められ,シンクリミット状態・解除状態の程度による既知糖リン酸のルビスコへの結合解離を介した光合成ソース・シンク制御機構の存在が示唆された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2006 2004

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] Effects of elevated CO_2 on the capacity for photosynthesis of a single leaf and a whole plant, and on growth in a radish2006

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Usuda
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology 47(2)

      ページ: 262-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of elevated CO_2 on the capacity for photosynthesis of a single leaf and a whole plant, and on growth in a radish2006

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Usuda
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 47(2)

      ページ: 262-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] リンゴ幼樹における連続明期処理によるシンク・リミット状態での光合成速度低下の機構2004

    • 著者名/発表者名
      成〓厚, 荒川修, 澤田信一
    • 雑誌名

      園芸学研究 3(4)

      ページ: 393-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A mechanism of photosynthetic inhibition in sink-limited young apple trees by continuous light2004

    • 著者名/発表者名
      Yuhou Cheng, Osamu Arakawa, Shinichi Sawada
    • 雑誌名

      Hort.Res.(Japan) 3(4)

      ページ: 393-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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