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代謝の相互作用から見るシアノバクテリアから陸上植物の葉緑体までの進化

从代谢相互作用看出从蓝藻到陆地植物叶绿体的进化

基本信息

批准号：
17J09234
负责人：
三角将洋
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当初本年度は、緑藻Chlamydomonas reinhardtiiを用いて、代謝、特に葉緑体呼吸から光合成に与える影響の程度を変化させる要因の解明、及び真核藻類と陸上植物の間での、葉緑体呼吸の光合成への影響の違いの解明を行う予定であったが、シアノバクテリアを用いた呼吸の光合成への影響の生理学的意義の探求についての研究がメインとなった。C. reinhardtiiを用いた実験から、葉緑体呼吸の光合成への影響は強光生育条件下、もしくは弱光生育させた株に有機物を添加した場合などで大きくなることが確認された。しかし得られた結果からは、過去の知見と一致しない点も散見され、この原因を本年度中に明らかにすることは困難と判断し、修士課程より扱ってきたシアノバクテリアを用いた研究に焦点を切り替えた。代謝の光合成への影響は、光合成生物の進化の過程だけでなく、シアノバクテリア内においても種による違いがあることを以前報告している（Misumi et al. 2016）。この影響の程度はNostoc punctiformeなど、自然界での生息地が弱光や暗所であると考えられる種では、他のシアノバクテリアと大きく違うことが示唆された。そこで弱光培養したN. punctiformeでの呼吸の光合成への影響を調べたところ、以前報告した強光生育時とは違い、他のシアノバクテリアと同等な影響を示すことが、クロロフィル蛍光測定から分かった。こうした生育光強度によって呼吸の光合成への影響が変化する表現系はSynechocystisでの、光化学系Ｉのサブユニットを欠損したΔpsaK2の報告と見かけ上類似していた。N. punctiformeもゲノム上にpsaK2遺伝子のホモログを持たないことから、強光下での呼吸の光合成への影響はPsaK2と強く関係性があり、強光応答として重要な働きを持つ可能性が示唆された。

This year, the main reasons for the changes in photosynthetic activity, metabolism and chloroplast respiration of Chlamydomonas reinhardtii and eukaryotes in terrestrial plants were studied. The physiological significance of photosynthetic activity in Chlamydomonas reinhardtii was explored. C. The effect of chlorophyll on photosynthesis under strong light conditions was confirmed. This year's study is focused on the following topics: The effects of metabolic photosynthesis on the evolution of photosynthetic organisms have been previously reported (Misumi et al. 2016). The degree of this influence is Nostoc punctiforme, the nature of the habitat, the weak light, the dark place, the species, the other species, the large number of violations, and the phenomenon. Low light culture. Punctiforme's effect on respiratory photosynthesis was previously reported to be similar to that of strong light. The effect of photosynthetic light intensity on respiration was similar to that of Synechocystis and photochemical system. N. Punctiforme must be used to determine the probability of the occurrence of respiratory photosynthesis under intense light.