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2021 年度 実績報告書

光合成の強光耐性におけるタンパク質合成系の順化機構の役割

研究課題

研究課題/領域番号 18K06276
研究機関埼玉大学

研究代表者

西山 佳孝  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30281588)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード光合成 / 環境応答 / ストレス / タンパク質 / 遺伝子
研究実績の概要

研究期間全体を通して、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803では、強光環境に順化すると光化学系II(PSII)の修復能力が増大することや、タンパク質合成系の構成因子である翻訳因子EF-Tuの発現上昇がPSII修復能力の増大メカニズムの一因であることを明らかにした。また、最終年度には、植物でも同じような現象が見られるかどうかを明らかにするため、シロイヌナズナを研究材料に用いて強光順化におけるPSII修復能力、および葉緑体に局在する翻訳因子cpEF-Tuの発現量の変化を調べた。
野生型植物を生育光60 μmol photons m-2 s-1で4週間生育させると、若い葉ほど光阻害が緩和し、cpEF-Tuの発現量が多かった。また、植物を生育光で3週間生育させたのち、強光200または350 μmol photons m-2 s-1で1週間生育させると、若い葉のPSII光阻害がより顕著に緩和した。これらの植物で光損傷に差が見られなかったことから、若い葉ほど光に順化してPSIIの修復能力を増大させる能力が高いことが示唆された。
植物を生育光で5週間生育させたところ、第4~7葉は4週目の同葉序よりもPSII光阻害がかかりやすくなっていたが、第8~11葉の若い葉では4週目の第4~7葉と同程度にPSII光阻害が緩和されていた。さらに、PSIIの強光耐性とcpEF-Tuの発現量には高い相関が見られた。以上の結果から、シロイヌナズナでは若い葉でcpEF-Tuを高発現させることによって、PSIIの修復能力を上げ、強光耐性を増大させていることが考えられる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Recovery of photosynthesis after long-term storage in the terrestrial cyanobacterium Nostoc commune2022

    • 著者名/発表者名
      Toshio Sakamoto, Yang Wei, Koki Yuasa, Yoshitaka Nishiyama
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2323/jgam.2022.01.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The NAD Kinase Slr0400 Functions as a Growth Repressor in Synechocystis sp. PCC 68032021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Yuuma、Cassan Cedric、Kadeer Aikeranmu、Yuasa Koki、Sato Nozomu、Sonoike Kintake、Kaneko Yasuko、Miyagi Atsuko、Takahashi Hiroko、Ishikawa Toshiki、Yamaguchi Masatoshi、Nishiyama Yoshitaka、Hihara Yukako、Gibon Yves、Kawai-Yamada Maki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 668~677

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dissection of the Mechanisms of Growth Inhibition Resulting from Loss of the PII Protein in the Cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 79422021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Takayuki、Takatani Nobuyuki、Sonoike Kintake、Jimbo Haruhiko、Nishiyama Yoshitaka、Omata Tatsuo
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 721~731

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superoxide Production by the Red Tide-Producing Chattonella marina Complex (Raphidophyceae) Correlates with Toxicity to Aquacultured Fishes2021

    • 著者名/発表者名
      Shikata Tomoyuki、Yuasa Koki、Kitatsuji Saho、Sakamoto Setsuko、Akita Kazuki、Fujinami Yuichiro、Nishiyama Yoshitaka、Kotake Toshihisa、Tanaka Ryusuke、Yamasaki Yasuhiro
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 ページ: 1635~1635

    • DOI

      10.3390/antiox10101635

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光化学系IIの光阻害と修復の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      小島俊太、西山佳孝
    • 学会等名
      新学術領域研究「光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光-物質変換系の創製」第4回最終公開シンポジウム
  • [学会発表] Eco-physiological study of noxious red-tide-forming microalgae2022

    • 著者名/発表者名
      Koki Yuasa, Tomoyuki Shikata, Yoshitaka Nishiyama
    • 学会等名
      German-Japanese Meeting 2022 “Green Aquatic Biology: Ecology Meets Synthetic Biology”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナの強光順化における葉序ごとの光化学系II修復能力2022

    • 著者名/発表者名
      北村泉希、新庄梓、西山佳孝
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 高温順化したシアノバクテリアの光阻害における光化学系II表在性タンパク質の役割2022

    • 著者名/発表者名
      猪崎風葉、西山佳孝
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 有害赤潮藻類Alexandrium属の光合成に対する温度ストレスの影響2022

    • 著者名/発表者名
      須賀敦紀、湯浅光貴、紫加田知幸、西山佳孝
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 有害赤潮藻類Chattonella属の細胞表層グリコカリックスの糖鎖分析2022

    • 著者名/発表者名
      田村悠、湯浅光貴、紫加田知幸、西山佳孝
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 光化学系IIの修復におけるカルシウムイオンの役割2021

    • 著者名/発表者名
      猪崎風葉、西山佳孝
    • 学会等名
      第11回日本光合成学会年会
  • [学会発表] シアノバクテリアの強光順化におけるカロテノイド配糖体の役割2021

    • 著者名/発表者名
      恩田萌花、海發育実、出原太智、高市真一、西山佳孝
    • 学会等名
      第11回日本光合成学会年会
  • [学会発表] Role of the chloroplast translation factor EF-Tu in photoinhibition of photosystem II in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nishiyama
    • 学会等名
      Japan-Finland Seminar 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光化学系IIの光阻害と修復の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      小島俊太、西山佳孝
    • 学会等名
      新学術領域研究「革新的光物質変換」第4回合同班会議
  • [図書] 光合成2021

    • 著者名/発表者名
      日本光合成学会
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-17176-1

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公開日: 2022-12-28  

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