Kaori Kohzuma

光合成の熱散逸システムに関してはクロロフィル蛍光解析などを用いて非常によく研究されており、In vivoでキサントフィル色素の動態を間接的に見積もることもすでに可能です。しかし、クロロフィル蛍光解析には暗処理が必要であったり、飽和パルス光が必要であったり、光環境下でのリアルタイム測定においてはいくつか課題がありました。一方、リフレクタンスは光環境下で測定できるという利点があるため、熱散逸系を含む光合成測定に有効に活用できないかと思い、PRIパラメータに注目しました。

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しかしながら、これまでPRIが実際に何を検出してるパラメータであるか検証されていませんでした。そこでシロイヌナズナの変異体を用いて生理学的に明らかにすることを試みました。解析にはNPQが誘導されないシロイヌナズナのnpq1とnpq4を使用しました。npq1はキサントフィル色素であるビオラキサンチンとアンテキサンチンをデエポキシ化するVDEの機能欠損変異体で、npq4はPsbSの変異体です。VDEもPsbSもチラコイド膜ルーメン内にプロトンが高蓄積すると誘導されるNPQシステムに関与していることが知られています。また、npq1のゼアキサンチンの蓄積は極めて低いのに対し、npq4ではその蓄積量が野生型と同等であることも知られています。これらを用いることでPRIとキサントフィル色素、NPQの関係を検証しました。

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検証にはPRIの測定と同時にクロロフィル蛍光を測定することで検証しました。図の黒のラインは野生型のlow lightにおけるリフレクタンスの挙動ですが、光強度が高くなるとリフレクタンスは若干下にシフトします（赤のライン）。一方,npq1の場合、この下方へのシフトが見られなくなりました。npq4は野生型と同じようにシフトが見られました。