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葉におけるシアン耐性呼吸経路の役割の解明-光阻害回避系としてAOXは有効なのか-

阐明叶子中氰化物耐受呼吸途径的作用 - AOX 作为光抑制避免系统是否有效？

基本信息

批准号：
17051019
负责人：
野口航
金额：
$ 3.07万
依托单位：
The University of Tokyo (2006)Osaka University (2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17051019/
关键词：
呼吸 Alternative oxidase 葉強光ストレス葉緑体呼吸鎖 alternative oxidase

项目摘要

高等植物の呼吸鎖にあるATP生産とは共役しないAOXは、葉において強光などのストレスのとき細胞内に過剰に蓄積した還元力の消去系として働き、最適な光合成環境を維持するために必要であると考えられている。しかし、呼吸の最大活性を考えるとAOXの消費系としての容量は小さく、AOXは光阻害回避系として別の仕組みで働くと考えられる。その解明を目的として、本研究では、光阻害の程度とAOX活性との関係、強光ストレス時のAOX活性化の仕組み、AOX阻害下での光合成系の状態について解析する。本年度は以下の解析を行った。AOXが実際に光阻害回避系として働くのなら、葉緑体光阻害回避系の突然変異体ではAOX量の増加や恒常的な活性化が起きている可能性が高い。シロイヌナズナの光化学系II反応中心D1タンパク質の修復過程に必須であるFtsHの突然変異体(var2-1,var2-13)を用いて、強光ストレス下での葉の特性について調べた。弱光から強光下に移すと特にvar2-1においてFv/Fmが減少した。呼吸速度やシトクロムc酸化酵素、TCA回路のクエン酸合成酵素、リンゴ酸酵素の最大活性はどの株でも変化しなかったが、AOX最大活性やAOXタンパク量は強光ストレス下で増加した。特にvar2-1では弱光下でもAOX量が多く、強光ストレス下の増加量も多かった。強光ストレス下のvar2-1ではAOX1α,NDB2,UCP5といった脱共役経路の遺伝子が選択的に発現誘導されていた。var2-1の葉では活性酸素が蓄積し、脂質過酸化が起きていたことを考えると、葉緑体からの活性酸素シグナルが、AOX1αなどの発現誘導を引き起こしたと思われる。シロイヌナズナ野生株の葉に10℃の低温処理をした後、3時間後にAOX1α,UCP5が発現誘導されていた。AOX1α,とUCP5は協調的に発現して働く可能性が高い。

The respiration of higher plants, the growth of ATP, the production of AOX, the intensity of light, the accumulation of energy in the cells, the elimination of energy in the cells, and the maintenance of photosynthesis in the environment are very important for the maintenance of environmental protection. To determine the maximum activity of the respiratory system, the AOX system is used to reduce the capacity of the system, and the AOX light-blocking avoidance system is used to determine the performance of the system. The purpose of this study is to understand the effect of light, the degree of light damage, the activity of AOX, the activity of AOX during intense light exposure, and the analysis of photosynthesis system under AOX blockage. This year, we will analyze the following lines. The AOX system for avoiding light damage, the system for avoiding light damage, the system for avoiding light damage suddenly, the amount of AOX, the amount of AOX, and the constant amount of activity, the possibility is high. In the Department of Photochemistry Department of Photochemistry, the D1 anti-radiation center of II must make sure that the FtsH is suddenly affected (var2-1, var2-13). Under the strong light intensity, the characteristics of the photochemistry must be affected. Low light, strong light, low light, strong light, low light, low light, strong light, low light Respiratory rate: acidification enzyme, TCA loop acid synthesis enzyme, acid synthesis enzyme, maximum activity of acid synthesis enzyme, acid synthesis enzyme, acid synthesis enzyme In low light, the amount of AOX is high, and the amount of AOX in strong light is high. Under the strong light, the var2-1 AOX1 α will be released from the service, and the NDB2,UCP5 pilot will be released from the selected one. Var2-1 lead to the accumulation of active acids, the acidification of lipids, the concentration of active acids, the concentration of active acids, and the concentration of AOX1 α. The wild plants were exposed to low temperature at 10 ℃ and then exposed to AOX1 α at 3: 00, and UCP5 showed that the wild plants were exposed to low temperature. AOX1 α, a member of the "UCP5" agreement, is highly likely to find that there is a high probability of failure.