ミトコンドリア呼吸鎖と光合成系・窒素同化系との相互作用の解析

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1 ストレス環境でのAOXの役割の解明シロイヌナズナ野生株(WT)とAOXla遺伝子のT-DNA挿入株(aoxla)を比較した。本年度はC・N代謝におけるAOXの役割を解明するため、低N条件下のC・N代謝におけるAOX欠損の短期的・長期的影響を調べた。短期間の低N処理では、WTとaoxlaのどちらも解糖系やカルビン回路の中間産物が増加した。aoxlaではWTよりその増加が抑えられていた。短期処理ではWTとaoxlaには差はなかったが、長期処理ではaoxlaの成長がWTよりも良かった。aoxlaでは中間代謝産物の蓄積が抑制されたことが、長期的な成長の差につながったと考えられる。2 NH_4^+条件下での呼吸速度の増加メカニズムの解明NH_4^+条件下では呼吸速度の増加やAOXの誘導がおこる。そのメカニズムの解明を目的として、シロイヌナズナをNH_4^+/NO_3^-比を多段階に変えた様々な環境下で栽培し、一次代謝産物などを測定した。その結果、NH_4^+条件下の呼吸速度の増加は、組織内のNH_4^+量の増加によるシトクロム経路の最大活性の増加によると考えられる。一方、NH_4^+条件下におけるAOX誘導は、NH_4^+量の増加や過剰還元力の蓄積量の増加よりも、主にNO_3^-量の減少により説明できる可能性が高かった。NH_4^+条件下では呼吸速度の増加やAOXの誘導がおこる。そのメカニズムの解明を目的として、シロイヌナズナをNH_4^+/NO_3^-比を多段階に変えた様々な環境下で栽培し、一次代謝産物などを測定した。その結果、NH_4^+条件下の呼吸速度の増加は、組織内のNH_4^+量の増加によるシトクロム経路の最大活性の増加によると考えられる。一方、NH_4^+条件下におけるAOX誘導は、NH_4^+量の増加や過剰還元力の蓄積量の増加よりも、主にNO_3^-量の減少により説明できる可能性が高かった。3 強光処理後の葉のPQとUQの酸化還元比の変化とAOXによる影響葉に強光処理を与えると呼吸鎖と光合成電子伝達系のどちらも影響を受ける。このとき、プラストキノン(PQ)プールだけではなく、ユビキノン(UQ)プールも影響を受ける可能性が高い。本年度は、PQとUQを同時測定するHPLCの系を用いて、強光処理後の葉のPQ・UQの酸化還元比を測定し、WTとalxlaとを比較した。強光処理後、PQとUQはどちらも還元されたが、UQ-9ではaoxlaの方がより還元された。