PSI cyclic電子伝達に関わるPGR5, NDHを欠損する二重変異株の解析

抄録

PSI cyclic電子伝達は、PSIのアクセプターから電子をプラストキノンに戻すことでΔpHの形成に貢献している。高等植物のPSI cyclicには2つの経路、FQRとNDHが関わることが知られている。FQR活性に異常があるシロイヌナズナpgr5変異株の解析により、FQRは強光下でNPQを誘導するためのΔpH形成に必須であることが明らかになっている。一方NDHは、ストレス条件下でストロマの過還元を防ぐため補助的に機能していると考えられる。我々はpgr5変異株と、NDHを欠くシロイヌナズナcrr2変異株との二重変異株を作成することで、PSI cycle電子伝達を完全に欠く植物を得た。二重変異株は、弱光下でも電子伝達効率は低下しており、激しく生育阻害を受けた。また、PSIは電子受容体の欠乏によりpgr5よりも還元状態にあった。この結果は、二重変異株ではCO₂固定に必要なATPが足りておらず、ストロマが過還元状態に陥っていることを示している。植物の光合成において、PSI cyclic電子伝達によるΔpH形成は、ATP合成に必須であると考えられる。