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

基本信息

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

项目摘要

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。

玉米是典型的C_4植物，但据报道，它取决于叶片位置或叶片发育和衰老的阶段，表现出C_3样的光合作用特性。测量叶绿素含量达到每个叶片叶片的最大值时的CO_2补偿点，尽管第一，第二和第三叶均显示出C_4植物的低值，但幼年鞘均显示出极高的值。组织切片的观察表明，未检测到C_4 PEPC的mRNA和蛋白质的mRNA和蛋白质，未检测到C_4光合作用所需的MRNA和蛋白质的mRNA和蛋白质，这表明未检测到少年鞘鞘经历C_3类型的光合作用。接下来，我们分析了第一叶成熟/老化过程中光合特性的变化，表明CO_2补偿点随叶片成熟而降低，并且随着衰老而增加。组织截面观测结果的结果表明，叶绿体在叶肉细胞中的退化速度比血管鞘细胞中快，西方分析表明，在叶叶叶菌细胞中起作用的C_4 PEPC比在血管鞘细胞中起作用的Rubisco更快地分解/消失。这些结果表明，玉米衰老叶表现出类似C_3的光合作用特性的原因是，叶肉细胞在富集CO_2，衰老，衰老和比血管鞘细胞更快的功能中发挥作用。此外，通过RT-PCR分离出与药物act型DNA聚合酶I相似的拟南芥基因，并揭示了该基因产物具有用于易位到叶绿体的过渡肽，并且仅编码位于Exonclease活性部分，位于N-Termenterinus sidion上。