葉内ベタシアニンがアマランサスにおけるC4光合成の光阻害緩和に果たす役割の解明

阐明叶内甜菜苷在减轻苋菜 C4 光合作用光抑制中的作用

基本信息

批准号：
10J01856
负责人：
中島大賢
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

過去2年間の研究で,葉内ベタシアニンは青緑色光を吸収することで葉緑体による余剰な光吸収を緩和する「遮光作用」があることを明らかにした.また,ベタシアニン蓄積の影響は葉の背軸側でより顕著であり,維管束鞘細胞および海綿状葉肉細胞でベタシアニンの光防御効果が特に高いことを見出した.一方,ベタシアニンには活性酸素種を消去する抗酸化能があることが報告されており,「抗酸化作用」により光阻害を緩和する可能性が示唆されている.そこで本年度の実験では,抗酸化作用による光防御効果の有無を確認するため,ベタシアニンによる吸収がほとんどない赤色LEDを光源とする強光を低二酸化炭素条件下で青葉および赤葉系統の葉に照射し,ベタシアニンの遮光作用を排除した際の光阻害程度を検討した.その結果,青葉・赤葉系統間には葉の向軸側および背軸側いずれにおいても光阻害程度に有意差は認められなかったことから,葉内ベタシアニンには抗酸化作用による光防御機能はなく,遮光作用によってのみ光阻害を軽減するものと結論付けられた.さらに,アマランサスの青葉系統と他の植物種の光阻害特性を比較したところ,青葉系統の葉は他の植物種に比べ光防御能力が低く,特に維管束鞘細胞および海綿状葉肉細胞における光阻害感受性が高いことが示唆された.ベタシアニンの遮光作用が維管束鞘細胞および海綿状葉肉に対して特に効果的であることを考慮すると,本色素の蓄積は光阻害を受け易いアマランサス葉内部を保護するうえで重要であると考えられた.このようなベタシアニンの光防御機能は赤葉系統の葉の老化を遅延し,個葉光合成能力の維持に寄与するものと考えられた.

在过去的两年中，研究表明，内膜蛋白酶具有“光阻断效应”，可通过吸收蓝绿色的光减少叶绿体的过量吸收。此外，贝贝蛋白积累的作用在吸收的叶片的一侧更为明显，并且已经发现，在血管束鞘细胞和海绵体的叶肉细胞中，贝氨酰蛋白的光保护作用特别高。另一方面，据报道，贝氨酸蛋白酶具有消除活性氧的抗氧化能力，这表明它可以通过其“抗氧化作用”来减少光保护。因此，在今年的实验中，为了确认是否由于抗氧化作用引起光保护作用，我们研究了当在低二氧化碳条件下辐照绿色和红叶线的叶子时，我们研究了光保护的程度，并且消除了贝酰蛋白的光阻断作用。结果，使用红色LED的强光源来照射绿叶和红叶线之间的光阻断效果，而红色LED几乎没有贝氨酸吸收，并且消除了Betacyanin的光阻断效果。结果，使用红色LED作为光源，绿叶和红叶线之间的光阻断效果被辐照，而贝氨酰蛋白几乎没有吸收，并且消除了Betacyanin的光阻断效应。结果，绿叶和红叶线之间的光阻断效果显而易见。由于在叶子的近后或吸收侧没有观察到光抑制程度的显着差异，因此得出结论认为，内膜内胸腺素没有抗氧化剂的光保护功能，只有光阻断作用会降低光泽。此外，在比较Amaranth和其他植物物种的光保护特性时，建议绿叶系的叶子比其他植物物种具有较低的光保护能力，并且它们对血管鞘细胞中的光保护特别敏感。考虑到Betacyanin的光阻断作用特别有效地针对血管鞘细胞和海绵状细胞，因此认为该色素的积累在保护叶片内部的内部很重要，这些叶片易于光保护。 Betacyanin的这种光保护功能延迟了红叶系的叶子的老化，并有助于维持单个叶片光合作用能力。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laser-induced chlorophyll fluorescence measurement system to assess photosynthetic status within leaves

激光诱导叶绿素荧光测量系统评估叶片内的光合作用状态

DOI：
发表时间：
期刊：
Environment Control in Biology
影响因子：
0
作者：
Nakashima;et al
通讯作者：
et al

アマランサス属(NAD-ME型C4)における光合成能の種間差とその制御要因の検討

苋属植物种间光合能力差异及其控制因素研究（NAD-ME C4型）

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
堤伸子;ら
通讯作者：
ら

Photoprotective function of foliar betacyanin in leaves of Amaranth us cruentus under drought stress

干旱胁迫下苋菜叶片中甜菜红素的光保护作用

DOI：
发表时间：
期刊：
Proceedings of 15^<th> International Congress of Photosynthesis
影响因子：
0
作者：
T.Nakashima;et al.
通讯作者：
et al.

葉内ベタシアニンがアマランサス葉内部における光阻害特性に及ぼす影響

叶内甜菜苷对苋菜叶内光抑制特性的影响

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
中島大賢;ら
通讯作者：
ら

アマランサス葉の老化に伴う光合成能の低下は向軸側と背軸側で異なる

与苋菜叶片衰老相关的光合能力下降在正面和背面不同

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
中島大賢;ら
通讯作者：
ら

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中島大賢其他文献

Adaptability of Early–Winter Direct–Sowing Cultivation of Paddy Rice using Different Seed Coating Types at 11 Locations in Japan

日本11个地点不同种衣类型早冬直播水稻的适应性

DOI：
10.1626/jcs.91.291
发表时间：
2022
期刊：
Japanese Journal of Crop Science
影响因子：
0
作者：
鈴木健策;柏木純一;中島大賢;長菅輝義;望月俊宏;安彦友美;古畑昌巳;大平陽一;千葉雅大;木村利行;矢野真二;阿部光希;松田晃;齋藤寛;笹川正樹;髙橋元紀;西村拓;濱本昌一郎;常田岳志;西政佳;由比進;下野裕之
通讯作者：
下野裕之