光合成機能の獲得に伴う色素体及びミトコンドリアの転写複製活性の変化とその制御

与光合功能的获得及其调节相关的质体和线粒体转录和复制活性的变化

• 批准号: 12025220
• 负责人: 酒井 敦
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Nara Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12025220/
• 关键词: トウモロコシ; C_4植物; CO_2補償点; PEPC; Rubisco; 老化; アラビドプシス; DNA ポリメラーゼ

トウモロコシは典型的なC_4植物であるが、葉位あるいは葉の発達・老化段階に依ってはC_3的な光合成特性を示すと報告されている。トウモロコシ芽生えの各葉について、クロロフィル含量が最大になる時期のCO_2補償点を測定した結果、第一葉、第二葉、第三葉いずれもC_4植物に特徴的な低い値を示したのに対し、幼葉鞘は極めて高い値を示した。組織切片観察の結果、幼葉鞘にはC_4植物に特徴的なクランツ構造がなく、C_4光合成に必要なC_4型PEPCのmRNA及びタンパク質も検出されなかったことから、幼葉鞘はC_3型の光合成を行っていることが示唆された。次に第一葉の成熟/老化過程における光合成特性の変化を解析し、CO_2補償点は葉の成熟につれ低下し、老化に伴って高くなることを明らかにした。組織切片観察の結果から、維管束鞘細胞よりも葉肉細胞の方が早く葉緑体が退化すること、またwestern解析の結果から、維管束鞘細胞で働くRubiscoよりも葉肉細胞で働くC_4型PEPCの方が早く分解/消失することが示された。これらの結果から、トウモロコシの老化葉がC_3的な光合成特性を示すのは、CO_2を濃縮する役割を果たしている葉肉細胞が維管束鞘細胞よりも早く老化し、機能を失うためと推測された。また、RT-PCRによりパクテリアのDNA polymerase Iとの類似性が認められるアラビドプシス遺伝子の単離を行い、この遺伝子産物が葉緑体へ移行するためのトランジットペプチドをもち、DNA polymerase IのN末端側にあるエキソヌクレアーゼ活性部分のみをコードしていることを明らかにした。

ト ウ モ ロ コ シ は typical な C_4 plants で あ る が, leaf あ る い は leaf の 発 da aging Duan Jie に in っ て は な light synthetic characteristics of C_3 を shown す と report さ れ て い る. ト ウ モ ロ コ シ sprout え の each leaf に つ い て, ク ロ ロ フ ィ ル content が biggest に な る period の CO_2 compensation point determination of を し た results, the first leaf, the leaf, the third leaf い ず れ も に C_4 plants, 徴 な low い numerical を shown し た の に し seaborne, young leaf sheath は め extremely high て い numerical を shown し た. Biopsy 観 examine の results, young leaf sheath に は に C_4 plants of 徴 な ク ラ ン ツ tectonic が な く, C_4 photosynthetic に necessary な C_4 type PEPC の mRNA and び タ ン パ ク qualitative も 検 out さ れ な か っ た こ と か ら, young leaf sheath は C_3 type の photosynthetic を line っ て い る こ と が in stopping さ れ た. The first leaf time に の mature/aging に お け る photosynthetic characteristics の - analytical し を and CO_2 compensation point は mature leaf の に つ れ low し and aging に っ て high く な る こ と を Ming ら か に し た. Biopsy results 観 examine の か ら, vascular bundle sheath cells よ り も mesophyll cells の party が く chloroplasts が early degradation す る こ と, ま た western analytical results の か ら, vascular bundle sheath cells で 働 く Rubisco よ り も mesophyll cells で 働 く C_4 type PEPC の party が early く decomposition/disappear す る こ と が shown さ れ た. こ れ ら の results か ら, ト ウ モ ロ コ シ の aging leaf が な light synthetic characteristics of C_3 を shown す の は, CO_2 を enrichment す る "を cut fruit た し て い る mesophyll cells が bundle sheath cells よ り し も く early aging, loss function を う た め と speculation さ れ た. ま た, rt-pcr に よ り パ ク テ リ ア の DNA polymerase I と の similarity が recognize め ら れ る ア ラ ビ ド プ シ ス posthumous son 伝 の 単 from を い, こ の heritage 伝 zi chan content が chloroplast へ transitional す る た め の ト ラ ン ジ ッ ト ペ プ チ ド を も ち, DNA polymerase I の N terminal side に あ る エ キ ソ ヌ ク レ ア ー ゼ active part の み を コ ー ド し て い る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Takahara M et al.: "A putative mitochondrial ftsZ gene is present in the unicellular primitive red alga Cyanidioschyzon merolae."Mol.Gen.Genet.. 264. 452-460 (2000)

Takahara M 等人：“单细胞原始红藻 Cyanidioschyzon merolae 中存在假定的线粒体 ftsZ 基因。”Mol.Gen.Genet.. 264. 452-460 (2000)

Sakai A et al.: "Isolation of chloroplasts and chloroplast-nuclei (nucleoids) from Chlamydomonas reinhardtii."Plant Morph.. (in press).

Sakai A 等人：“从莱茵衣藻中分离叶绿体和叶绿体核（类核）。”植物形态..（正在出版）。

Saito C et al.: "Unequal distribution of DNA-containing organelles in generative and sperm cells of Erythrina crista-galli (Fabaceae)."Sex.Plant Reprod.. 12. 296-301 (2000)

Saito C 等人：“Erythrina crista-galli（豆科）的生殖细胞和精子细胞中含有 DNA 的细胞器分布不均。”Sex.Plant Reprod.. 12. 296-301 (2000)

Saito C et al.: "Behavior of plastid nucleoids during male gametogenesis in Plumbago auriculata."Protoplasma. (in press).

Saito C 等人：“白花白花雄配子发生过程中质体核仁的行为”。原生质体。

Miyazawa Y et al.: "Organellar protein synthesis controls amyloplast formation independent of starch synhesis gene expression."Cytologia. 65. 435-442 (2000)

Miyazawa Y 等人：“细胞器蛋白质合成控制淀粉体形成，独立于淀粉合成基因表达。”细胞学。