クラミドモナス低光呼吸突然変異株のCO₂環境適応：光合成特性とcDNAマクロアレイ解析

抄録

クラミドモナスの低光呼吸突然変異株（RPR1）では、高CO₂生育細胞でも大気条件適応細胞でも、その光呼吸速度は野生株の半分程度しかない。その光合成のCO₂に対する親和性は、高CO₂生育細胞では野生株より明らかに高いが、大気条件またはそれ以下に適応した細胞ではその差はあまり顕著ではない。これまでに得られた結果から我々は、この株の光呼吸が小さいのは、CO₂感受機能の低下によりCO₂濃縮機能が高まったためではと推測している。その突然変異遺伝子の解明の手がかりを得るために、本研究ではRPR1-N21株を用い、CO₂環境適応パターンのより詳細な検討を行うとともに、cDNAマクロアレイを用いて低CO₂適応時の発現遺伝子の野生株等との比較解析を行った。5% CO₂生育細胞をいろいろなCO₂濃度に24時間適応させたところ、光合成速度はN21と野生株のいずれでも、非常に低いCO₂濃度、近飽和CO₂濃度、飽和CO₂濃度のそれぞれで測定した場合で、異なる適応条件への応答がみられた。また適応CO₂濃度に関わらず、非常に低い測定CO₂濃度では常にN21が野生株より光合成飽和度が高く、近飽和の測定CO₂濃度ではその反対であった。このような二相性を示す適応パターンとクラミドモナスのCO₂濃縮機構の関係、およびN21の突然変異遺伝子との関係について、cDNAマクロアレイ解析の結果と共に考察する。