作物の葉の老化過程の光合成速度、Rubisco含量の維持の生理的機構の解析

作物叶片衰老过程中光合速率及Rubisco含量维持的生理机制分析

• 批准号: 12760010
• 负责人: 大川 泰一郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12760010/
• 关键词: 光合成速度; Rubisco; 窒素分配; サイトカイニン; 転写蓄積量; rbcL; rbcS; 老化; 窒素; mRNA蓄積量; rbsL

作物の葉の老化は光合成速度の低下を通じて,乾物生産および収量に大きな影響を及ぼす.葉の老化に伴う光合成速度の低下はRubisco含量と密接に関係し,葉の老化過程でRubisco含量を高く維持することは光合成速度を高く維持する上で重要である.本研究では,葉の老化程度の異なる水稲品種を用いて,登熟期の葉の老化過程の光合成速度,Rubisco含量の維持に根から送られる窒素とサイトカイニンがどのような過程をへて関係するか検討した.昨年度の結果より,葉の老化のおそい水稲品種アケノホシは日本晴に比べて根から地上部に送られる窒素およびサイトカイニン量が多く,窒素追肥すると,老化のはやい日本晴でも葉身のRubisco含量が高く維持され,このことには,窒素追肥によって根から地上部に運ばれる窒素およびサイトカイニン量が増加したことが関係することがわかった.今年度は,葉のRubisco含量の維持に窒素とサイトカイニンがそれぞれどのような過程をへて関係するかを明らかにするため,植物体に窒素およびサイトカイニンを散布し,Rubisco含量の維持に及ぼす影響とRubisco合成に関わるRubiscoのラージサブユニット遺伝子(rbcL)およびスモールサブユニット遺伝子(rbcS)の転写蓄積量に及ぼす影響を検討した.その結果,窒素散布がRubisco含量に及ぼす影響は小さかったが,サイトカイニン散布によりRubisco含量は高く維持され,rbcL, rbcS転写蓄積量も高く維持され,Rubisco含量とこれらの転写蓄積量との間には密接な関係があることがわかった.Rubiscoは葉窒素の約25%を占め,葉の窒素含量と関係するので,サイトカイニン散布が葉の窒素含量に及ぼす影響を検討した結果,サイトカイニンにより葉の窒素含量は高く維持され,このことにはサイトカイニンは植物体の窒素吸収には影響しなかったが,葉への窒素分配割合を高め,葉の窒素含量の減少を低く抑制することによって,葉の窒素含量が登熟期でも高く維持され,特に老化した下位葉で影響が大きかったことがわかった.葉を植物体から切り離し,サイトカイニン溶液に浮かべると,Rubisco含量は高く維持されたことから,サイトカイニンは窒素分配に影響することによってRubisco含量を高く維持する効果があることに加えて,葉のRubiscoの合成を促進する,あるいは分解を抑制することを通じて,Rubisco含量の維持に関係することがわかった.以上のことから,老化の遅い水稲品種では,根から地上部に運ばれる窒素が多く,とくにサイトカイニンが多いことが関係して,葉への窒素分配が多くなり葉のRubisco含量が高く維持されること,また葉のRubiscoのターンオーバーに直接影響することにより高く維持されることが明らかとなった.

The aging of leaves of crops has a great influence on dry matter production and yield through the decrease of photosynthetic rate. The aging of leaves is accompanied by a decrease in Rubisco content and close contact. It is important to maintain a high Rubisco content and a high photosynthetic rate during the aging process. This study investigated the relationship between leaf aging degree, photosynthetic rate,Rubisco content and leaf aging process. Last year's results showed that the Rubisco content of leaves was higher than that of roots in sunny weather, and the Rubisco content of leaves was higher than that of roots in sunny weather, and the Rubisco content of leaves was higher than that of roots in sunny weather. The amount of topdressing in the root and upper part of the soil is increased. This year, the relationship between the maintenance of Rubisco content in leaves and the distribution of Rubisco content in plants is discussed. The maintenance of Rubisco content and the influence of Rubisco content on Rubisco synthesis are discussed. The results showed that Rubisco content and its influence were small, Rubisco content was high, Rubisco accumulation was high,Rubisco content and Rubisco accumulation were closely related.Rubisco content accounted for about 25% of Rubisco leaf pigment, Rubisco leaf pigment content was closely related to Rubisco leaf pigment. The results showed that the content of chlorophyll in leaves remained high during the ripening period, while the content of chlorophyll in leaves remained high during the ripening period. Special aging, lower leaves, etc. The Rubisco content in leaves was maintained at a high level, and the Rubisco content in leaves was promoted and the Rubisco content in leaves was inhibited. The Rubisco content of leaves was maintained high, and the Rubisco content of leaves was directly affected by the Rubisco content of leaves.

项目成果

OOKAWA, Taiichiro: "Analysis of the factors causing differences in the leaf-senescence pattern between two soybean cultivars, Enrei, and Tachinagaha"Plant Production Science. 4・1. 3-8 (2001)

大川泰一郎：“导致两个大豆品种 Enrei 和 Tachinagaha 之间叶片衰老模式差异的因素分析”《植物生产科学》4・1（2001 年）。

近藤晃代: "開花期以後葉身の緑色程度の減少が異なるトウモロコシ系統の葉の光合成速度と窒素含量,木部液の窒素含量とサイトカイニン活性の比較"日本作物学会紀事. 69・別2. 112-113 (2000)

Akiyo Kondo：“开花后叶绿度不同程度降低的玉米品系的叶片光合作用速率与氮含量、木质部液氮含量和细胞分裂素活性的比较”日本作物学会通报第 69 期，第 2 部分。 112 - 113（2000）

OOKAWA,Taiichiro: "Analysis of the factors causing differences in the leaf-senescence pattern between two soybean cultivars, Enrei, and Tachinagaha."Plant Production Science. 4・1. 3-8 (2001)

大川泰一郎：“导致两个大豆品种 Enrei 和 Tachinagaha 之间叶片衰老模式差异的因素分析”《植物生产科学》4・1（2001）。

大川 泰一郎: "サイトカイニン散布により登熟期の水稲葉身のリブロース-1, 5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ含量が高く維持される要因"日本作物学会紀事. 70・別1(印刷中). (2002)

Taiichiro Okawa：“在成熟阶段通过喷洒细胞分裂素维持水稻叶片中高核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶含量的因素”，日本作物科学学会杂志，第 70 期，第 1 部分（出版中）。 (2002)

大川 泰一郎: "サイトカイニン散布および窒素追肥が登熟期の水稲葉身のリブロース-1, 5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ含量およびrbcL, rbcSの転写蓄積量に及ぼす影響"日本作物学会紀事. 70・別1. 54-55 (2001)

Yasuichiro Okawa：“细胞分裂素施用和氮肥对成熟阶段水稻叶片中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶含量和 rbcL 和 rbcS 转录积累的影响”日本作物科学学会杂志 70。 /单独 1. 54-55 (2001)