葉の光合成二酸化炭素拡散におけるアクアポリンの役割

水通道蛋白在叶片光合作用和二氧化碳扩散中的作用

• 批准号: 14654164
• 负责人: 寺島 一郎
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654164/
• 关键词: アクアポリン; 二酸化炭素拡散; 光合成; 細胞膜; 形質転換植物; 二酸化炭酸拡散

1)動物のアクアポリンに関する文献を研究した。本銀系の阻害剤がカーボニックアンヒドラーゼも阻害する可能性があることが明らかになった。したがって、2002年に公表したTerashima and Onoの論文の,水銀による光合成の阻害には、水銀によるカーボニックアンヒドラーゼの阻害の効果が含まれている可能性がある。細胞外から与えた場合に,細胞内に入りにくいCMBSでもHgCl_2と同様な効果を示したので,水銀剤の効果はカーボニックアンヒドラーゼの阻害の効果ではなさそうである(寺島)。2)光合成の研究に適したイネ葉から水性二層分配法により高純度の細胞膜を単離できるようになった(高木)。3)オオムギの根の細胞膜に発現するアクアポリン(HvPIP2)を導入した形質転換イネの葉の細胞間隙から葉緑体までの二酸化炭素拡散コンダクタンスを測定した(半場)。アクアポリン量の増加にともないコンダクタンスも増加した。この研究は,水分生理学の観点からアクアポリンを研究している岡山大学資源生物科学研究所の且原真木博士と協力して行った。アクアポリンが葉の光合成二酸化炭素輸送に関与することを明確に示すものである。

1）我们研究了有关动物水通道蛋白的文献。已经表明，该银系统的抑制剂也可能抑制碳酸酐酶。因此，在Terashima和Ono的2002年论文中，汞对光合作用的抑制可能包括汞抑制碳酸酐酶的作用。从外部给出时，CMB与HGCL_2在从外部给予时无法进入细胞的作用相似，因此汞剂的作用似乎并不是碳酸酐酶（Terajima）的抑制作用。 2）现在可以从水稻叶中分离出高纯度细胞膜，这适合于光合作用（Takaki）。 3）从大麦根部的细胞膜中表达的水通道蛋白（HVPIP2）引入的二氧化碳扩散电导是从细胞裂缝到转化的水稻叶的叶绿体的（半场）。随着水通道蛋白的增加，电导也增加了。这项研究是与冈山大学资源与生物科学研究所的Shikahara Maki博士合作进行的，该研究所从水生理学的角度研究水通道蛋白。这清楚地表明，水通道蛋白参与叶片的光合二氧化碳转运。

项目成果

高宮建一郎, 池上勇, 太田啓之, 小野高明, 田中歩, 寺島一郎(編): "光合成事典"学会出版センター. 431 (2003)

Kenichiro Takamiya、Isamu Ikegami、Hiroyuki Ota、Takaaki Ono、Ayumu Tanaka、Ichiro Terashima（编辑）：“光合作用百科全书”协会出版中心 431（2003）。

Terashima, I., Ono, K.: "Effects of HgCl_2 on CO_2 dependence of leaf photosynthesis : Evidence indicating involvement of aquaporins in CO_2 diffusion across the plasma membrane"Plant and Cell physiology. 43. 70-78 (2002)

Terashima, I., Ono, K.：“HgCl_2 对叶片光合作用 CO_2 依赖性的影响：表明水通道蛋白参与 CO_2 跨质膜扩散的证据”植物和细胞生理学。

Hanba, Y.Y., Kogami, H., Terashima, I.: "The effect of internal CO2 conductance on leaf carbon isotope ratio."Isotopes Environmental and Health Studies. 39. 5-13 (2003)

Hanba, Y.Y.、Kogami, H.、Terashima, I.：“内部 CO2 电导对叶片碳同位素比的影响。”同位素环境与健康研究。

Hanba, Y.T.(冨田), kogami, H., Terashima, I.: "The effect of growth irradiance on leaf anatomy and photosynthesis in Acer species differing in light demand"Plant, Cell and Environment. 25. 1021-1030 (2002)

Hanba, Y.T. (Tomita)、kogami, H.、Terashima, I.：“生长辐照度对光需求不同的宏碁物种的叶解剖和光合作用的影响”植物、细胞和环境。

寺島一郎: "葉の光合成:葉の内部の光環境とCO_2環境.村岡裕由・可知直毅編,光と水の植物のかたち"文一総合出版. 319 (2003)

寺岛一郎：“叶子中的光合作用：叶子内的光环境和CO_2环境。村冈博之和加智直树编辑，光和水中植物的形状”文日综合出版319（2003）。