112年度中央政府科技研發績效彙編-別冊

(2) 植物光呼吸作用是無用的碳循環嗎?甘油酸轉運蛋白NPF8.4 之研究發現光呼吸 作用在「氮」循環上的新角色 光呼吸作用是個複雜過程,將RuBisCO氧化反應所產生的二碳化合物轉換成 三碳化合物,以便重新進入卡爾文循環中。近年來有越來越多的研究顯示,光呼吸 作用並不是一個無效循環。發現NPF8.4 位於液泡膜上、NPF8.4 突變株呈現較低的 液泡甘油酸含量、以及在卵母細胞表達系統中檢測到的NPF8.4 甘油酸外排活性, 這些結果顯示NPF8.4 是液泡膜甘油酸轉運蛋白,負責在氮缺乏環境下,將光呼吸 作用碳代謝中間物甘油酸送進液泡中隔離,以降低碳的代謝,並維持細胞內碳和氮 含量的平衡。研究顯示,氮缺乏會誘導光呼吸作用,以幫助植物渡過缺氮的逆境, 與胺基酸之間的轉換。另外,此研究意外發現除了葉綠體、過氧化酶體和粒線體外, 液泡也參與在光呼吸途徑中,幫助調節甘油酸在液泡外的平衡狀態,這種調節能減 緩植物在缺氮下的生長遲緩與早期衰老。研究顯示,光呼吸作用在氮之代謝循環中 具有新的功能。 20

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