炭酸固定からトリオースリン酸生成の増強による光合成と個体生育の窒素利用効率の改良

通过增强二氧化碳固定产生的磷酸丙糖来提高光合作用和个体生长的氮利用效率

• 批准号: 21H02084
• 负责人: 鈴木 雄二
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02084/
• 关键词: 光合成; 炭酸同化; カルビンサイクル; 遺伝子組換え; イネ

本年度の実施内容は以下の4項目である。1. PGKが光合成を律速しないことについての論文作成・公表2. TPI増強が光合成能力強化に有効であることについての論文作成・公表3. Rubisco・GAPDH・TPI同時増強イネの作製と解析　前年度に得られたRubisco・GAPDH・TPI増強イネ（RGT系統）の種子を播種し、光合成特性の解析を行った。また、この種子から分離してきたRubisco・TPI同時増強イネ（RT系統）、GAPDH増強イネとTPI増強イネを交配したこれらの同時増強イネ（GT系統）、及び野生型イネも対照植物として用いた。RGT系統及びRT系統の光合成速度は、強光・異なるCO2条件において、いずれも野生型を上回ることはなかった。その一方で、GT系統においては高CO2環境下の光合成速度が野生型に比べ10%程度増加していた。この増加程度は、それぞれを単独で増強したイネと同程度であった。以上から、残念ながらRubisco・GAPDH・TPIの同時増強は光合成能力の強化につながらなかった。また、GAPDHとTPIの増強は、それぞれカルビンサイクル代謝の改善により光合成能力の強化につながるものの、これらに相加効果はなかった。これがRubisco・GAPDH・TPIの同時増強による光合成能力強化につながらなかった主な原因であると考えられた。上記系統のタンパク質レベルでの解析は進行中であるが、これまでのところ目的タンパク質の量的増加は見られている。4. その他　カルビンサイクルの動作が光化学系の動作に及ぼす影響をイネ葉の一生において解析することで、光化学系が光合成能力強化の対象となるかについても検討した。

This year's implementation of the following four items. 1. PGK Photosynthesis: Speed of Photosynthesis·Public Table 2. TPI enhancement and photosynthesis ability enhancement have been developed. Table 3. Rubisco·GAPDH·TPI simultaneous enhancement of production and analysis of the previous year to obtain Rubisco·GAPDH·TPI enhancement of production (RGT system) seed seeding, analysis of photosynthetic characteristics In addition, the seed separation and Rubisco TPI simultaneous enhancement of the growth (RT system), GAPDH enhancement of the growth (GT system), and wild-type growth (GT system) of the plants were also used. The photosynthetic rate of RGT system and RT system is different from that of wild type under different CO2 conditions. In addition, the photosynthetic rate of GT system under high CO2 environment increased by 10% compared with wild type. The increase in the number of people living in the same area The above mentioned, residual thoughts, Rubisco, GAPDH, TPI and simultaneously enhance the ability of photosynthesis. The enhancement of GAPDH and TPI, as well as the enhancement of photosynthetic ability and the enhancement of photosynthetic ability, are the main reasons for this. The main reason for the simultaneous enhancement of Rubisco, GAPDH and TPI The analysis of the above system is in progress. The increase of the quality of the system is in progress. 4. The action of the photochemical system and its influence on the life cycle of the plant are analyzed. The photochemical system has the ability to enhance the photosynthesis.

项目成果

Effects of suppression of chloroplast phosphoglycerate kinase on photosynthesis in rice

抑制叶绿体磷酸甘油酸激酶对水稻光合作用的影响

• DOI: 10.1007/s11120-022-00923-w
• 发表时间: 2022
• 期刊: Photosynthesis Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Suzuki Y;Konno Y;Takegahara-Tamakawa Y;Miyake C;Makino A
• 通讯作者: Makino A

Effects of co-overproduction of Rubisco and chloroplast glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase on photosynthesis in rice

Rubisco与叶绿体甘油醛-3-磷酸脱氢酶共同过量产生对水稻光合作用的影响

• DOI: 10.1080/00380768.2021.1915100
• 发表时间: 2021
• 期刊: Soil Science and Plant Nutrition
• 影响因子: 2
• 作者: Suzuki Y*;Ishiyama K;Cho A;Takegahara-Tamakawa Y;Wada S;Miyake C and Makino A
• 通讯作者: Miyake C and Makino A

Flavodiiron protein の導入はRubisco activase 過剰発現イネにおけるPSI 電子伝達 異常を回復させる

引入 Flavodiiron 蛋白可恢复 Rubisco 激活酶过表达水稻中的 PSI 电子传递异常

• 发表时间: 2022
• 作者: Hao Ning;Tao Wu;Toru Fujiwara;Takehiro Kamiya;菅波 眞央，今野 壮，丸橋 凌，高木 大輔，田副 雄士，和田 慎也，山本 宏，鹿内 利治，石田 宏幸， 鈴木 雄二，牧野 周
• 通讯作者: 菅波 眞央，今野 壮，丸橋 凌，高木 大輔，田副 雄士，和田 慎也，山本 宏，鹿内 利治，石田 宏幸， 鈴木 雄二，牧野 周

Overexpression of Chloroplast Triosephosphate Isomerase Marginally Improves Photosynthesis at Elevated CO2 Levels in Rice

叶绿体磷酸三糖异构酶的过度表达在二氧化碳水平升高的情况下略微改善了水稻的光合作用

• DOI: 10.1093/pcp/pcac115
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Suzuki Y;Shiina M;Takegahara-Tamakawa Y;Miyake C;Makino A
• 通讯作者: Makino A

葉緑体型トリオースリン酸イソメラーゼの抑制がイネの光合成に及ぼす影響

抑制叶绿体型磷酸丙糖异构酶对水稻光合作用的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Kamihira;R.; Nakao;Y.;Junko Ohkanda;神谷 岳洋;鈴木 雄二，石山 敬貴，尹 棟敬，竹ケ原（玉川） 夕紀，近藤 依里，菅波 眞央，和田 慎也， 三宅 親弘，牧野 周
• 通讯作者: 鈴木 雄二，石山 敬貴，尹 棟敬，竹ケ原（玉川） 夕紀，近藤 依里，菅波 眞央，和田 慎也， 三宅 親弘，牧野 周