| 研究概要 |
カロテン(Car=α-Car+β-Car)の変化においてα-Carとβ-Carの総量が一定であり、α-Carとβ-Carが相互置換して存在することを示唆していた。実際、各光化学系の反応中心を単離して調べたところ、α-Carとβ-Carの相互置換を示す結果が得られた。また、α-Caroteneから合成されるLut,Lxを含めたα-branch pigments (α-branch)とβ-Carから合成されるVio cycle色素類等のβ-branch pigments (β-branch)について、それらの量的関係を調べた。その結果、反応中心のみに存在するCarとLHCのみに存在するキサントフィル類(Xan)は、その存在部位が異なるにも関わらず、樹木特異的な色素であるα-Carの量により、高等植物の基本的な色素類の量的なバランスが調整されていた。
カロチノイドサイクルにより、Vio cycle色素(=Vio+Ant+Zea)が増加するが、これらが実際に機能しているかを調べるために、Vio cycle色素量に対して強光(Vio,max)と暗処理(Vio,min)でのVio変化量(ΔVio=Vio,max-Vio,min))を測定した。その結果、カロテノイドサイクルにより機能的なVioが増加することが分かった。そして、強光・弱光での量子収率(Φ_<PSII>)は、生育温度・光強度に関わらずα-Car割合の高いものほど高く、α-Carによる光利用効率を高める可能性が示された。
過剰な光エネルギーを熱に変換する機構として寄生植物や一部の樹木においてLutein cycle(Lut⇔LxLut cycle)の反応が、α-Carを持つ樹木葉では、Lxが生成しやすく、比較的Lutein cycleが観察されやすかった。
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