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葉は過剰な光エネルギーを受ける、葉緑体内に過剰な還元力が蓄積しうるが、光合成系が光阻害を受けない仕組みを持つ。その１つとして、葉緑体内の過剰還元力をリンゴ酸ーオキサロ酢酸シャトルを利用して、ミトコンドリアに輸送して、呼吸鎖で酸化する仕組みが考えられている。本年度は、この呼吸鎖を利用する仕組みと、光合成の光化学系I・光化学系IIとの関連について検討した。
シロイヌナズナの野生株（Col-0）と呼吸鎖バイパス経路であるalternative oxidase (AOX) 1aの欠損株（aox1a）に、呼吸鎖シトクロム経路の阻害剤antimycin Aを与え、光照射処理後に光化学系Iと光化学系IIの最大活性、量子収率、電子伝達速度を測定した。また光照射中のCO2濃度やO2濃度を変えることで、光呼吸を抑えた条件でも実験を行なった。
antimycin A下では、光照射処理による光化学系IIの最大活性の低下が促進された。Col-0よりもaox1aの方が、低下が顕著であった。光化学系IIの修復過程を阻害するクロラムフェニコールを与え、光化学系IIの損傷過程と修復過程への呼吸鎖阻害の影響を調べた。シトクロム経路を阻害すると、光化学系IIの修復過程が影響を受け、AOXが欠損している場合では、両方の過程が影響を受けることがわかった。
呼吸鎖を阻害した葉の光化学系の測定から、光化学系IIの電子伝達速度が低下する理由として、光化学系IIの阻害と、光化学系IIから光化学系Iへの電子伝達が阻害されることの２つが挙げられた。
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