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本研究では、グルタチオンが光合成・カルビン回路を制御するメカニズムを明らかにすることを目的にシロイヌナズナを用いて解析をおこなっている。これまでに、グルタチオン結合性葉緑体型アルドラーゼの同定や内生グルタチオン量が低下したシロイヌナズナ変異体の解析から、グルタチオンが光合成・カルビン回路の制御に関わることを明らかにしてきた。また、シロイヌナズナ野生型植物(Columbia)にグルタチオンを底面灌水により施用すると種子収量が増加し地上部バイオマス量が増加することを見出した。グルタチオン施用の植物は、無施用植物と比較して、個葉の二酸化炭素固定能力が高く、葉面積あたりの窒素やRubisco、クロロフィル含量が高いことがわかった。適当な条件では、窒素施用でバイオマス量や種子収量が増加することが知られる。本年度は、グルタチオンの窒素源以外の効果を明らかにするため、グルタチオン施用と硝安施用の個葉光合成への効果を比較した。シロイヌナズナ野生型植物に酸化型(GSSG)および還元型(GSH)グルタチオンと硝安を窒素当量で同量となるようにそれぞれ施用した。硝安施用区では、無施用区と比較して葉面あたりの二酸化炭素固定速度に有意差は認められなかった。また葉面積あたりの窒素量、Rubisco量、クロロフィル含量も無施用区と比較して有意差は認められなかった。これらの結果からグルタチオン施用は、従来の窒素施用以外の効果で、個葉光合成へ影響を与えることが明らかとなった。
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