二酸化炭素濃縮機構を持つ植物の作出とその生理学的解析

本研究はC3植物の二酸化炭素濃縮効率を改良し、光合成効率を上昇させることを目的としている。そのために、葉緑体の祖先であるシアノバクテリアが持つナトリウムイオン依存型重炭酸イオン輸送体をシロイヌナズナの葉緑体内包膜に導入した。昨年度、単離した無傷葉緑体を用いて重炭酸イオンの輸送活性をシリコンオイル遠心分離法で調査したところ、用いた条件では野生型シロイヌナズナから単離した葉緑体との間に輸送活性の差が検出できなかった。これらの原因を調査したところ一部の葉緑体関連タンパク質蓄積量が変化していた。本年度は更にタンパク質蓄積量について調査を行ったところ、ショ糖を添加することで葉緑体の光化学系タンパク質の蓄積量が増加し、逆に添加しない場合は減少した。更に、これらの影響が葉緑体数に影響を与えるかを調査するために、細胞の単位面積当たりの葉緑体数を共焦点レーザー顕微鏡で調査した。野生型シロイヌナズナと比較したところ、葉緑体数に大きな変化は見られなかった。そのため、重炭酸イオン輸送体を導入したシロイヌナズナは葉緑体関連タンパク質蓄積量を調整することで、重炭酸イオン輸送体の影響を相殺したと示唆された。

本研究はC3植物の二酸化炭素濃縮効率を改良し、光合成効率を上昇させることを目的としている。そのために、葉緑体の祖先であるシアノバクテリアが持つナトリウムイオン依存型重炭酸イオン輸送体をシロイヌナズナの葉緑体内包膜に導入した。昨年度、単離した無傷葉緑体を用いて重炭酸イオンの輸送活性をシリコンオイル遠心分離法で調査したところ、用いた条件では野生型シロイヌナズナから単離した葉緑体との間に輸送活性の差が検出できなかった。これらの原因を調査したところ一部の葉緑体関連タンパク質蓄積量が変化していた。本年度は更にタンパク質蓄積量について調査を行ったところ、ショ糖を添加することで葉緑体の光化学系タンパク質の蓄積量が増加し、逆に添加しない場合は減少した。更に、これらの影響が葉緑体数に影響を与えるかを調査するために、細胞の単位面積当たりの葉緑体数を共焦点レーザー顕微鏡で調査した。野生型シロイヌナズナと比較したところ、葉緑体数に大きな変化は見られなかった。そのため、重炭酸イオン輸送体を導入したシロイヌナズナは葉緑体関連タンパク質蓄積量を調整することで、重炭酸イオン輸送体の影響を相殺したと示唆された。