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FNRの発現分子種と葉緑体局在性を改変したアラビドプシスの光合成機能の研究

FNR表达分子种类修饰拟南芥光合功能及叶绿体定位研究

基本信息

批准号：
18770035
负责人：
HANKE Guy Thomas
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770035/
关键词：
electron partitioning ferredoxin Arabidopsis maize transgenic plants

项目摘要

葉緑体における物質の同化や合成は光合成により生じる電子(還元力)に依存しており、この還元力は可溶性蛋白質であるフェレドキシン(Fd)もしくはNADPHにより、種々の同化酵素群に分配されている。Fd:NADP^+還元酵素(FNR)はFdからの電子を用いてNADPHを合成する酵素であり、この酵素活性大小が葉緑体におけるFdとNADPHからの各種酵素群への電子分配の利用度を決める要因となると考えられる。高等植物の葉緑体は少なくとも2つのタイプの本酵素が存在している。本研究では、この異なるFNRの特異的な機能を調べるために、シロイヌナズナを材料に本酵素遺伝子の欠損変異体やRNAi株を作製し、電子分配の特性変化を解析した。シロイヌナズナではFNRlとFNR2が存在するが、これらの植物体ではその内の特定の分子種のFNRが欠損あるいは含量が減少していた。そして、野性型植物では両方の分子種ともチラコイド膜に結合していたが、改変植物株では、一方のFNR分子種が欠損すれば両方の分子種とも膜結合の特性が消失していることが判明した。このようなFNRが膜から遊離した状態の植物では、還元型FdとNADPHの酵素群への供給バランスが崩れ、窒素同化系のようなFd依存性代謝が増進した。窒素栄養が律則されているような状態下では、このような植物のバイオマスは野生型に比べ大きくなった。これらの結果は、作物において窒素と炭素の固定能力を人工的に改変できる可能性を示唆するものである。

Chloroplast assimilation, photosynthesis, electron generation, electron (redox) dependence, redox, soluble protein (Fd), NADPH, seed and assimilation enzyme group distribution. Fd:NADP^+-reducing enzyme (FNR) determines the utilization of electron distribution of various enzyme groups in the synthesis of NADPH. The chloroplast of higher plants is less than 2 times the enzyme exists. In this study, we analyzed the characteristics of FNR specific function modulation, electron distribution and gene mutation in different materials. If FNR1 and FNR2 exist in the plant, the FNR content of specific molecular species in the plant may be reduced or decreased. It has been found that in wild plants, the molecular species of the square are bound to the membrane of the mouse, and in modified plants, the FNR molecular species of one side are damaged, and the binding characteristics of the molecular species of the square to the membrane disappear. The Fd-dependent metabolism of plants in a membrane-free state increased due to the breakdown of NADPH and NADPH enzyme groups. In the case of plant growth, the plant growth rate is higher than that of wild type. The result is that the ability to fix carbon in crops and crops can be artificially modified.