炭酸固定からトリオースリン酸生成の増強による光合成と個体生育の窒素利用効率の改良

通过增强二氧化碳固定产生的磷酸丙糖来提高光合作用和个体生长的氮利用效率

• 批准号: 21H02084
• 负责人: 鈴木 雄二
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02084/
• 关键词: 光合成; 炭酸同化; カルビンサイクル; 遺伝子組換え; イネ

本年度の実施内容は以下の4項目である。1. PGKが光合成を律速しないことについての論文作成・公表2. TPI増強が光合成能力強化に有効であることについての論文作成・公表3. Rubisco・GAPDH・TPI同時増強イネの作製と解析　前年度に得られたRubisco・GAPDH・TPI増強イネ（RGT系統）の種子を播種し、光合成特性の解析を行った。また、この種子から分離してきたRubisco・TPI同時増強イネ（RT系統）、GAPDH増強イネとTPI増強イネを交配したこれらの同時増強イネ（GT系統）、及び野生型イネも対照植物として用いた。RGT系統及びRT系統の光合成速度は、強光・異なるCO2条件において、いずれも野生型を上回ることはなかった。その一方で、GT系統においては高CO2環境下の光合成速度が野生型に比べ10%程度増加していた。この増加程度は、それぞれを単独で増強したイネと同程度であった。以上から、残念ながらRubisco・GAPDH・TPIの同時増強は光合成能力の強化につながらなかった。また、GAPDHとTPIの増強は、それぞれカルビンサイクル代謝の改善により光合成能力の強化につながるものの、これらに相加効果はなかった。これがRubisco・GAPDH・TPIの同時増強による光合成能力強化につながらなかった主な原因であると考えられた。上記系統のタンパク質レベルでの解析は進行中であるが、これまでのところ目的タンパク質の量的増加は見られている。4. その他　カルビンサイクルの動作が光化学系の動作に及ぼす影響をイネ葉の一生において解析することで、光化学系が光合成能力強化の対象となるかについても検討した。

今年实施的内容是以下四项。 1。创建有关光合作用和出版的光合作用的论文。播种并分析了获得的TPI增强功能（RGT系统）。此外，与该种子分离的Rubisco / TPI同时增强（RT系统），这些同时增强功能（GT系统）越过GAPDH增强的大米和TPI增强大米，以及野生型水稻作为对照植物。在每个强光和不同的二氧化碳条件下，RGT系统和RT系统的光合速度不超过野生型。另一方面，在GT系统中，与野生型相比，高二氧化碳环境中的光合作用速度提高了约10％。这种增加与单独增加的大米大致相同。不幸的是，Rubisco，GAPDH和TPI的同时增加并未导致光合作用增强。此外，GAPDH和TPI的增强能够分别改善加尔文周期的代谢，从而改善了光合作用能力，但对此没有影响。由于同时增强了Rubisco，GAPDH和TPI，这被认为是没有导致光合作用能力增强的主要原因。尽管正在进行上述蛋白质水平的分析正在进行中，但目的蛋白质的定量增加已经看到。 4。此外，通过分析其他卡宾人周期对水稻寿命中光实体制作的影响的影响，我们还研究了Photocarakema是否会受到光合作用的影响。

项目成果

Effects of suppression of chloroplast phosphoglycerate kinase on photosynthesis in rice

抑制叶绿体磷酸甘油酸激酶对水稻光合作用的影响

• DOI: 10.1007/s11120-022-00923-w
• 发表时间: 2022
• 期刊: Photosynthesis Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Suzuki Y;Konno Y;Takegahara-Tamakawa Y;Miyake C;Makino A
• 通讯作者: Makino A

Effects of co-overproduction of Rubisco and chloroplast glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase on photosynthesis in rice

Rubisco与叶绿体甘油醛-3-磷酸脱氢酶共同过量产生对水稻光合作用的影响

• DOI: 10.1080/00380768.2021.1915100
• 发表时间: 2021
• 期刊: Soil Science and Plant Nutrition
• 影响因子: 2
• 作者: Suzuki Y*;Ishiyama K;Cho A;Takegahara-Tamakawa Y;Wada S;Miyake C and Makino A
• 通讯作者: Miyake C and Makino A

Flavodiiron protein の導入はRubisco activase 過剰発現イネにおけるPSI 電子伝達 異常を回復させる

引入 Flavodiiron 蛋白可恢复 Rubisco 激活酶过表达水稻中的 PSI 电子传递异常

• 发表时间: 2022
• 作者: Hao Ning;Tao Wu;Toru Fujiwara;Takehiro Kamiya;菅波 眞央，今野 壮，丸橋 凌，高木 大輔，田副 雄士，和田 慎也，山本 宏，鹿内 利治，石田 宏幸， 鈴木 雄二，牧野 周
• 通讯作者: 菅波 眞央，今野 壮，丸橋 凌，高木 大輔，田副 雄士，和田 慎也，山本 宏，鹿内 利治，石田 宏幸， 鈴木 雄二，牧野 周

Overexpression of Chloroplast Triosephosphate Isomerase Marginally Improves Photosynthesis at Elevated CO2 Levels in Rice

叶绿体磷酸三糖异构酶的过度表达在二氧化碳水平升高的情况下略微改善了水稻的光合作用

• DOI: 10.1093/pcp/pcac115
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Suzuki Y;Shiina M;Takegahara-Tamakawa Y;Miyake C;Makino A
• 通讯作者: Makino A

葉緑体型トリオースリン酸イソメラーゼの抑制がイネの光合成に及ぼす影響

抑制叶绿体型磷酸丙糖异构酶对水稻光合作用的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Kamihira;R.; Nakao;Y.;Junko Ohkanda;神谷 岳洋;鈴木 雄二，石山 敬貴，尹 棟敬，竹ケ原（玉川） 夕紀，近藤 依里，菅波 眞央，和田 慎也， 三宅 親弘，牧野 周
• 通讯作者: 鈴木 雄二，石山 敬貴，尹 棟敬，竹ケ原（玉川） 夕紀，近藤 依里，菅波 眞央，和田 慎也， 三宅 親弘，牧野 周