植物科学におけるFrontiers

Introduction

光は光合成の駆動力であるが、高い光は日陰を確立する植物の葉の光化学系II(PSII)の有意な光阻害を引き起こす可能性がある(Kitao et al. ら，２ ０ ０ ０；Ｂａｒｔｈ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ １；Ｋｒａｕｓｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ４；Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．,2015b,2016b,c). しかし、光阻害されたPSIIは低光で急速に回復する（He and Chow、2003; ＺｈａｎｇおよびＳｃｈｅｌｌｅｒ，２ ０ ０ ４，Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ５）、Ｄ１タンパク質の速い回転率に起因する（Ａｒｏ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、１ ９ ９ ３；ＺｈａｎｇおよびＳｃｈｅｌｌｅｒ、２ ０ ０ ４；Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2005). ＰＳＩＩ修復の速度は、ＰＳＩまたはＰＳＩＩのいずれかを介してＡＴＰの合成を阻害すると低下した（Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ．,2005),光損傷PSII複合体の高速修復は、短時間で大量のATPを必要とすることを示しています. 以前の研究では、PSIIの冷却誘起光阻害後、環状電子流（CEF）が低光での回復中に有意に刺激されたことが示された（Huang et al., 2010). 低光でのＣＥＦのこの刺激は、ＰＳＩＩの迅速な修復のためのＡＴＰの合成を増強することが提案された（Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2010). しかし、PSII光阻害後の低光でのCEF刺激の特定の役割を明らかにするためには、より多くの証拠が必要である。

CEFの間に、NADPHまたはフェレドキシンからの電子はPLASTOQUINONEのプールにPSIのまわりで循環します。 この電子移動はプロトン転座に結合し、チラコイド膜（Δ Ph）を横切ってプロトン勾配を生成する（Shikanai and Yamamoto、2017）。 Atp合成に寄与することに加えて、Δ Phの別の機能は、チラコイド内腔を酸性化することによる光合成電子輸送のダウンレギュレーションである（Sikanai、2014、2016）。 この調節には、2つの異なるメカニズムが含まれています：1つは熱エネルギー散逸にリンクされ、PSIIアンテナからの熱として過剰に吸収された光エネル 他の１つは、Ｃｙｔ ｂ６／ｆ複合体活性の下方制御であり、ＰＳＩへの電子移動速度を制御する（Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ ０ ９）。 とができると考えられている。 シロイヌナズナを含む被子植物では、PSI環状電子輸送の二つの経路が作動している（Shikanai、2007）。 第一のＣＥＦ経路は、アンチマイシンＡに感受性のＰＧＲ５−／ＰＧＲＬ１依存性経路である（Ｍｕｎｅｋａｇｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ ０ ２；Ｓｕｇｉｍｏｔｏ ｅ ｔ ａ ｌ． 他のものは葉緑体NADHデヒドロゲナーゼ様（NDH）複合体に依存している（Burrows et al.,2013）。 ら、１ ９ ９ ８；Ｓｃｈａｋａｎｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 1998). PGR5-/PGRL1依存性経路の寄与は、C3植物においてより重要である。 高い光の下で、ＰＧＲ５−／ＰＧＲＬ１依存性ＣＥＦの活性化は、チラコイド内腔の酸性化を誘導し、したがって、高レベルのＰ７ ０ ０酸化比をもたらす（Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ２，２ ０ １ ６；Ｋｏｎｏら，２ ０ １ ２，２ ０ １ ６；Ｋｏｎｏら， ら，２ ０ １ ４；Ｙａｍｏｒｉら，２ ０ １ ４；Ｙａｍｏｒｉら，, 2016). 比較すると、低光でのＰ７ ０ ０酸化比は、ＰＧＲ５−／ＰＧＲＬ１依存性ＣＥＦの欠乏によってほとんど影響されなかった（Ｍｕｎｅｋａｇｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ ０ ２，２ ０ ０ ４；Ｋｏｎｏら，２ ０ ０ ３，２ ０ ０ ４；Ｋｏｎｏら，, 2014). 中等度のＰＳＩＩ光阻害時に、低光でのＣＥＦの刺激は、Ｐ７ ０ ０酸化比の増加を伴った（Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2010). しかし、この増加したP700酸化比がCEF刺激によって引き起こされるかどうかは不明である。CEFに加えて、PSII（ETRII）からの電子移動は、PSIの酸化還元状態に影響を与える上で重要な役割を果たす（Tikkanen et al. ら、２ ０ １ ４；Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ６ａ，ｃ；Ｓｕｏｒｓａら，２ ０ １ ６ａ，ｃ；Ｓｕｏｒｓａら，, 2016). A.thalianaのpgr5植物では、PSIIの厳しい光阻害は、過剰な光の下で最適に酸化されたP700の維持を可能にする光合成電子移動の究極の制御として機能する可能性, 2014). 最近、Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら（２ ０ １ ６）は、Ｐｓｂｏ１、Ｐｓｂｐ２、Ｐｓｂｑ１、Ｐｓｂｑ２、およびＰｓｂｒ遺伝子座におけるノックアウト変異を組み合わせることによってＥＴＲＩＩが減少したとき、ｐｇｒ５植物が高光下で高いＰ７ ０ ０酸化比 タバコの冷やされた葉では、適度なPSII光阻害はPSIへの電子流れを弱め、その後、さらなる冷やされた処理中にP700酸化比を増加させた（Huang et al.、2016a）。 さらに、PSIIの冷却誘起光阻害は、低光でのP700酸化比の増加を伴っていたETRIIのうつ病につながった（Huang et al., 2010). 我々は、低光でのP700酸化比は、主にPSIIからの電子の流れによって制御されると仮定します。

以前の報告では、日陰確立植物Panax notoginsengは、高光ストレス下でPSIIの選択的光阻害を示したことを観察しました。 高光ストレスへの短期曝露後，低光でのＥＴＲＩＩは有意に減少したが，ＣＥＦは有意に刺激された。 同時に、P700酸化比は大幅に増加した。 我々の特定の目的は、（1）低光でのCEF刺激は、主にATPの合成を容易にするかどうかを調査することでした; そして（2）適度なPSII光阻害時のP700酸化比の増加は、CEF刺激またはpmfの変化ではなく、ETRIIに関連しているかどうかを決定します。 これらの質問に対処するために、Ｐａｎａｘ ｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇの無傷の葉を、２ ２ ５ ８μ ｍｏｌ光子ｍ−２ｓ−１で３ ０分間処理した。 高光処理の前後に、PSIIのエネルギー分布、PSIの酸化還元状態および54μ mol光子m-2s-1の低光でのプロトン原動力（pmf）を決定した。

材料と方法

植物材料と成長条件

本研究では、日陰確立植物Panax notoginseng（Burkill）F.H.Chen ex C.ChowとW.G.Huangの2歳の植物を実験に使用しました。 これらの植物は、10％の日光（約200μ mol光子m-2s-1の最大昼光強度を有する）の光条件で成長させた。 これらの植物では水と栄養ストレスは経験されなかった。 9週齢の完全に拡張された葉は、光合成測定のために使用されました。光化学系ｉおよびＰＳＩＩパラメータを、二重ＰＡＭ−１ ０ ０測定システム（Ｈｅｉｎｚ Ｗａｌｚ Ｇｍｂｈ，Ｅｆｆｅｌｔｒｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して同時に記録することにより、２ ５℃で測定した。＜／ｐ＞＜ｈ３＞ＰＳＩおよびＰＳＩＩ測定 クロロフィル蛍光パラメータを以下のように計算した：Ｆｖ／Ｆｍ＝（Ｆｍ−Ｆｏ）／ＦＭ、Ｙ（Ｉ Ｉ）＝（Ｆｍ’−Ｆｓ）／Ｆｍ’（Ｇｅｎｔｙ ｅ ｔ ａ ｌ．（１ ９ ８ ９）、ＮＰＱ＝（Ｆｍ−Ｆｍ’）／Ｆｍ’である。 ＦｏおよびＦｍは、それぞれ暗順応後の最小蛍光および最大蛍光である。 Ｆｓは、光適合定常状態蛍光である。 ＦｏおよびＦｍを、高光処理の前後３ ０分間暗順応後に決定した。 ＰＳＩ光合成パラメータを、Ｐ７ ０ ０シグナル（光検出器に到達する８ ３ ０および８ ７ ５ｎｍのパルス変調測定光の強度の差）に基づいて、二重ＰＡＭ−１ ０ ０によって測定した（ＫｌｕｇｈａｍｍｅｒおよびＳｃｈｒｅｉｂｅｒ、２ ０ ０ ８）。 Ｐ７ ０ ０＋信号（Ｐ）は、最小レベル（Ｐ７ ０ ０が完全に減少する）と最大レベル（ｐ７ ０ ０が完全に酸化される）との間で変化し得る。 最大レベル（Pm）は、遠赤色光で事前照明した後、飽和パルス（600msおよび10000μ mol光子m-2s-1）の適用で決定され、PmはPSI活性を推定するために使用された。 Ｐｍ’は、Ｐｍと同様であるが、遠赤色光の代わりに化学線光を用いて決定した。 ＰＳＩの量子収率は、Ｙ（ｉ）＝（Ｐｍ’−Ｐ）／Ｐｍとして計算された。 所与の化学線光におけるＰ７ ０ ０酸化比は、Ｙ（Ｎ ｄ）＝Ｐ／Ｐｍとして計算された。 アクセプタ側の制限によるＰＳＩ非光化学エネルギー散逸の量子収率をＹ（Ｎ ａ）＝（Ｐｍ-Ｐ Ｍ’）／Ｐｍとして計算した。 Y(II)、NPQ、Y(I)、およびY(ND)の定常状態値を、低光での光順応後に20分間測定した。ＰＳＩおよびＰＳＩＩを通る光合成電子流は、ＥＴＲＩＩ＝Ｙ（Ｉ Ｉ）×ＰＰＦＤ×０． ここで、0.5はPSIまたはPSIIに到達する吸収された光の割合であると仮定され、0.84は吸収率（葉によって吸収された入射光の割合）であると仮定される。 ＣＥＦ活性化の程度は、ＥＴＲＩ／ＥＴＲＩＩ比として推定された（Ｙａｍｏｒｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2011, 2015). 日陰植物はＰＳＩＩ／ＰＳＩ比を増加させる傾向があるので、ＰＳＩとＰＳＩＩとの間の１：１励起分配は現実的ではない可能性があることに留意すべきである（Ｌｕｎｄｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ３；Ｔｉｋｋａｎｅｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ６；Ｇｒｉｅｃｏ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2012). さらに、この研究では、ＤＵＡＬ−ＰＡＭ１ ０ ０（Ｗａｌｚ、Ｇｅｒｍａｎｙ）によって提供される赤色化学光（６ ３ ５ｎｍ）を使用して、ＰＳＩおよびＰＳＩＩパラメータを測定した。 赤色光はＰＳＩの励起よりもＰＳＩＩの励起に有利であるため、ＬＨＣＩＩからＰＳＩＩおよびＰＳＩへの励起エネルギー分布は、赤色光によって影響される可能性がある（Ｔｉｋｋａｎｅｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2017).Ｅｃｓ信号は、Ｐ５ １ ５／５ ３ ５エミッタ−検出器モジュール（Ｗａｌｚ）を装備したＤｕａｌ−ＰＡＭ−１ ０ ０（Ｗａｌｚ、Ｅｆｆｅｌｔｒｉｃｈ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して、５ １ ５ｎｍでの吸光度変化として監視した。 ECS信号は、20分の照明の後に54μ mol光子m-2s-1で得られ、その後、ECS減衰は30秒の活性光をオフにすることによって測定された。ECS暗間隔緩和速度論（DIRKECS）の分析は、Sacksteder et al. ら（２ ０ ０ １）およびＴａｋｉｚａｗａら（２ ０ ０ ２）。 (2008). 総pmfは、300ミリ秒の暗い間隔の間にECS信号の急速な減衰の総振幅から推定された。 ＥＣＳシグナルのゆっくりとした緩和はチラコイド膜（Δ Ｐ ｈ）を横切るプロトン勾配の寄与を認識することを可能にした。 一次ＥＣＳ緩和（ＴＥＣＳ）の時定数は、ＡＴＰシンターゼを介したチラコイド膜のプロトン伝導率（ｇ Ｈ＋）に反比例する（Ｓａｃｋｓｔｅｄｅｒ ａｎｄ Ｋｒａｍｅｒ，２ ０ ０ ０；Ｃｒｕｚ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ ０ ０；Ｓａｃｋｓｔｅｄｅｒ ａｎｄ Ｋｒａｍｅｒ，２ ０ ０ ０；Ｃｒｕｚ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ ０ １）。, 2005). その結果，ｇｈ＋は減衰時定数の逆数として推定された。

光阻害処理

30分間暗順応した後、fv/FmおよびPmを無傷の葉で測定した。 その後、これらの無傷の葉を59μ mol光子m-2s-1で20分間光適応させ、クロロフィル蛍光、P700信号およびECS信号のパラメータを記録した。 その後、活性光は2258μ mol光子m-2s-1に変化した。 この高い光に30分間曝露した後、活性光を直ちに59μ mol光子m-2s-1に変更し、光合成パラメータを20分間光順化した後に記録した。 最後に、３ ０分間暗順応後にＦｖ／ＦｍおよびＰｍを測定した。

統計分析

結果は、五つの独立した実験の平均値として表示されました。 異なる治療間に有意差が存在するかどうかを決定するために、独立したT検定をα=0.05有意水準で使用した。 すべての統計分析は、SPSS16.0を使用して行った。

結果

59μ molの光子m-2s-1での光合成誘導中に、ETRIIは徐々に増加し、約18分で定常状態に達しました（図1A）。 比較すると、ETRIはこの誘導段階で一定であった（図1A）。 この低光の発症後，ＥＴＲＩはＥＴＲＩＩよりもはるかに高かった。 しかし、20分光合成誘導後、ETRIはETRIIよりも低かった。 これらの結果は、以前の研究（Joliot and Joliot,2002,2005;Makino et al., 2002). 低光でのこの光合成誘導の後、葉を2258μ mol光子m-2s-1の高光で30分間照明した。 興味深いことに、ETRIIは高光処理中に徐々に減少した（図1B）。 一方、ETRIの値はETRIIの値よりも高く（図1B）、高光下でCEFの活性化を示しています。 この高光処理の後、最大の光酸化性Ｐ７ ０ ０（Ｐ ｍ）は安定に維持された（図２Ａ）。 比較すると、最大蛍光強度（Fm）は40％減少し、PSIIの最大量子収率（Fv/Fm）は0.80から0.65に減少した（図2B、C）。 これらの結果は，高光ストレス下でのＰａｎａｘｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇの葉におけるＰＳＩＩの選択的光阻害を示した。

高光処理の前に、成熟した葉を59μ molの光子m-2s-1の低光で20分間照射し、光合成を活性化し、ETRI、ETRII、Y(ND)、NPQの値を記録した。 ３ ０分間の高光処理後、ｅｔｒｉ、ＥＴＲＩＩ、Ｙ（Ｎ Ｄ）、およびＮＰＱの値を、低光に対する２ ０分間の新たな順化段階に続いて記録した。 高光処理の前には、59μ molの光子m-2s-1におけるETRIおよびETRIIの値は、それぞれ13.4および15.7μ molの電子m-2s-1であった（図3A、B）。 高光処理後、低光でのETRIおよびETRIIは、それぞれ12.8および11.2μ mol電子m-2s-1であった（図3A、B）。 59μ mol光子m-2s-1でETRIIの値は、適度なPSII光阻害時にETRIIのうつ病を示す、光阻害治療後約30％減少した。 高光処理の前は、59μ molの光子m-2s-1でのETRI/ETRII比の値は0.85であった（図3C）。 光阻害処理後、ETRI/ETRII比は1.14に有意に増加した（図3C）。 これらの結果は、ＰＳＩＩ光阻害時の低光でのＣＥＦの刺激を示唆した（Ｙａｍｏｒｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2011, 2015).

高光処理後、59μ molの光子m-2s-1でのY(I)の定常状態値は変化しませんでした（図4A）。 興味深いことに、Y(NA)は0.36から0.23に有意に減少し（図4B）、Y(ND)は0.1から0.25に有意に増加した（図4C）。 これらの結果は，光阻害処理後の低光におけるＰＳＩの酸化還元状態の変化を示した。 一方、NPQの値はわずかに変化しました（図4D）。 その結果、中程度のPSII光阻害は、低光でP700酸化比とNPQに異なる効果を持っていた。

Y(ND)の増加がpmfの増加によって引き起こされるかどうかを明らかにするために、54μ mol光子m-2s-1におけるエレクトロクロミックシフト信号を、高光処理の前後に20分間光順化した後に決定した。 興味深いことに、総ｐｍｆは、高光処理後に１ ８％有意に減少したが（図５Ａ）、Δ Ｐ Ｈレベルは有意に変化しなかった（図５Ｂ）。 Ｐｍｆの形成はチラコイドプロトン伝導率の影響を受けることから，この低光におけるチラコイド膜のプロトン伝導率（ｇ ｈ＋）も高光処理の前後で調べた。 その結果、gH+は高光処理では変化しないことが示され（図5C）、高光処理は低光での葉緑体ATPシンターゼの活性にほとんど影響しないことが示唆された。 ETRIIの30％の減少はpmfの18％の減少を伴っていたので、低光でのCEFの刺激はpmfおよびΔ Phの形成を部分的に補償した。

ディスカッション

低光でのCEF刺激の役割

CEFは光合成と植物の成長を維持する上で重要な役割を果たすことが示されている（Yamori and Shikanai、2016）。 高い光の下では、ＣＥＦは、ＡＴＰ／ＮＡＤＰＨエネルギー予算のバランスをとるため、ならびにＰＳＩおよびＰＳＩＩを損傷から保護するために不可欠であると考えられている（Ｍｕｎｅｋａｇｅ ｅ ｔ ａ ｌ．,2002,2004;Takahashi et al. ら、２ ０ ０ ９；Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ２，２ ０ １ ６；Ｗａｌｋｅｒ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ４；Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．、2015a、2017b）。 低光強度では、CEFはおそらく余分なATPの供給を介して光合成CO2同化を最適化する上で重要な役割を果たす（Yamori et al. ら，２ ０ １ １，２ ０ １ ５；Ｎｉｋｗａら，２ ０ １ １，２ ０ １ ５． ら、２ ０ １ ２；Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．、2015a）。 CEFの主な役割は、光強度に応じて柔軟に変調されます。 特に、ＣＥＦは、主に、亜飽和光強度の下でＡＴＰ／ＮＡＤＰＨエネルギーバジェットのバランスをとることに寄与するが、チラコイド内腔の酸性化を介して飽和光強度に曝されたときに、主に光合成装置を光阻害から保護する（Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．、2015a）。 興味深いことに、Huang et al. (2010)は、CEFがPSIIの冷却誘導光阻害後に低光で有意に刺激されたことを発見し、このCEF刺激は主にPSIIの高速修復のためのATPの合成を強化したと仮定した。 しかし、この仮説を支持するためには、より多くの証拠が必要であった。 本研究では、低光でのETRI/ETRIIの値が有意に増加し（図3C）、PSI周辺のCEFの刺激を示すことが観察された（Huang et al. ら，２ ０ １ １，２ ０ １ ２，２ ０ １ ７ａ，ｂ；Ｙａｍｏｒｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2011, 2015). 同時に，ｐｍｆの振幅は有意に減少し，Δ Ｐｈはわずかに減少した。 これらの結果は，ＣＥＦの刺激が光合成電子輸送のΔ Ｐ ｈ依存的ダウンレギュレーションを誘発しないことを示した。 言い換えれば、低光でのこのCEFの刺激は、主にATPの合成を促進した。

葉緑体ATP合成酵素のプロトン伝導率は高光処理によって影響されなかったが、pmfのサイズが小さいほどATP合成の実際の速度が低下した。 低光でのＰＳＩＩ修復および光合成ＣＯ２同化の速度は、主にＡＴＰ合成の速度によって制限される（Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ ０ ５；Ｙａｍｏｒｉら，２ ０ ０ ５；Ｙａｍｏｒｉら， ら，２ ０ １ １，２ ０ １ ５；Ｎｉｋｗａら，２ ０ １ １，２ ０ １ ５．, 2012). ＥＴＲＩＩはＰＳＩＩ光阻害時に有意に減少したので，ＥＴＲＩＩを介したＡＴＰ合成速度は著しく減少した。 一次代謝とPSIIの迅速な修復によって必要とされるATP/NADPH比のバランスをとるためには、余分なATPを提供するために柔軟な機構が必要である。 この条件下では、ETRIIは30％減少したが、総pmfはわずか18％減少した。 これらの結果は，ＣＥＦの刺激がｐｍｆのＥＴＲＩＩ依存性形成の減少を補償し，ＡＴＰの合成を増強することを示している。 光損傷したＰＳＩＩの迅速な修復は、ＡＴＰ合成に依存する（Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2005). ＰＳＩの周りのＣＥＦの加速は、ＡＴＰの細胞内濃度を増加させ、したがって、シネコシスチスにおけるＰＳＩＩ修復の速度を加速させた（Ａｌｌａｋｈｖｅｒｄｉｅｖ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2005). 一緒に取られて、我々は、低光でのCEFの刺激は、追加のATP合成を介してPSII活性の高速修復に重要な役割を果たしていることを提案します。

低光でのP700酸化比の変化はpmfに関連していません

興味深い現象は、低光でのP700酸化比が適度なPSII光阻害時に有意に増加することです（Huang et al.,2010),これはまた、本研究で示されています. 吸収された光が光合成の要件を超える条件下では、Δ ＰｈのＣＥＦ依存性生成は、Ｃｙｔ ｂ６／ｆ複合体活性の活性を下方調節し、ＰＳＩＩからＰＳＩへの電子流を制御する（Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2012, 2016; Sikanai,2014,2016）、PSIにおけるP700の酸化還元状態を最適化し、光合成中のPSIにおけるROS産生を最小限に抑える。 A.thalianaのpgr5植物では、p700はpmfの生成の損失によるライトの電子によって減ります。 しかし、フラボジironタンパク質を蓄積するpgr5変異体では、pmfのレベルも野生型レベルに回復し、したがってp700は野生型と同様に酸化された（Yamamoto et al., 2016). クロロフィルｂ欠損小麦変異株では、不十分なチラコイドプロトン勾配は、高い光または高温下でのＰＳＩ受容体側の過剰還元、したがってＰＳＩ光阻害をもたらす（Ｂｒｅｓｔｉｃ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2015, 2016). 最近、いくつかの研究では、葉緑体ATPシンターゼの活性の増加は、pmfの形成を障害し、光合成電子輸送鎖の過剰還元を引き起こし、高光および変動光下でPSIの光ダメージをもたらすことが報告されている（Kanazawa et al. ら、2017；Takagi et al., 2017). これらの報告は、過剰な光エネルギーの下で最適に酸化されたP700を維持する上でpmfの重要な役割をサポートしています。

我々の現在の結果は、30分間の高光処理後、この低光で形成された総pmfが有意に減少し、Δ Phの形成がわずかに変化することを示した（図5A、B）。 一方、P700酸化比は、0.1（処理前）から0.25（処理後）に有意に増加した（図4C）。 これらの結果は、p700酸化比のこの増加は、高光下でのY（ND）とpmfとの相関とは大きく異なるpmfの変化によって説明できないことを強く示している（Yamamoto et al. ら，2016；Ｔａｋａｇｉら，２ ０ １ ６．, 2017). 従って、p700酸化比率に対するpmfの調整の効果は微光で最低ですが、高いライトか変動ライトの下で特に重大になります。 高い光の下では、高い値のＹ（Ｎ ｄ）は、通常、高い値のＮＰＱを伴う（Ｍｕｎｅｋａｇｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ ０ ２，２ ０ ０ ４；Ｋｏｎｏら，２ ０ ０ ３，２ ０ ０ ４；Ｋｏｎｏら， 2014年Zivcak et al.,2015),pmfの増加に起因します。. Δ Ｐ Ｈ形成の障害は、高光下でのＹ（Ｎ ｄ）およびＮＰＱのレベルの低下をもたらす（Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ２；Ｋｏｎｏ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ４；Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ６；Ｋａｎａｚａｗａら，２ ０ １ ６．, 2017). 低照度でのNPQの誘導は、主に内腔の酸性化のレベルによって決定される。 高光処理後、内腔の酸性化の程度は変化せず（図５Ｂ）、ＮＰＱは安定したままであった（図４Ｄ）。 比較すると，Ｙ（Ｎ ｄ）は有意に増加した。 これらの結果は，低光では，Ｙ（Ｎ ｄ）とＮＰＱが異なる調節機構によって制御されることを示している。

ETRIIは、低光でP700酸化比を制御します

PSIは、PSIIからの電子の流れが電子に対処するためにPSI電子アクセプターの容量を超えた場合にのみ過 ＰＳＩへの電子の流れが制限されている場合、ＰＳＩは、Ａ．ｔｈａｌｉａｎａのｐｇｒ５植物における光ストレスに対して極めて耐性である（Ｓｕｏｒｓａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ２，２ ０ １ ６；Ｔｉｋｋａｎｅｎら，２ ０ １ ２，２ ０ １ ６；Ｔｉｋｋａｎｅｎら，, 2014). 日陰確立植物Psychotria rubraのために、PSI活性は、DCMUの存在下で高光ストレスにinsusceptibleであった（Huang et al.、2016c）。 タバコの冷やされた葉では、適当なPSII光阻害は、最適に酸化されたP700の維持を可能にし、その後、さらなる光損傷に対してPSI活性を保護した（Huang et al.、2016a）。 これらの結果は，高光または冷光ストレス下でのＰＳＩの酸化還元状態を制御する上でＥＴＲＩＩの重要な役割を示した。 これらの結果から，中等度のＰＳＩＩ光阻害は低光でのＥＴＲＩＩの有意な低下をもたらすことが分かった。 一方，ＰＳＩ活性と葉緑体ＡＴＰシンターゼの活性はわずかに変化し，総ｐｍｆとΔ Ｐｈは増加しなかった。 その結果、ＥＴＲＩＩの減少は、Ｃｙｔ ｂ６／ｆ複合体を介したΔ Ｐｈ依存性光合成制御によって引き起こされたのではなく、おそらくＰＳＩＩ活性の減少によって誘導された（Ｔｉｋｋａｎｅｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2014). PSIIからPSIへの電子の供給の減少は、P700酸化のレベルの増加をもたらした。 したがって、低光でのP700酸化比は、ETRIIによって主に制御された。

結論

我々は、PSIIの選択的光阻害は、CEFの刺激と低光でP700酸化比の増加を誘導することがわかった。 ＣＥＦの刺激は光合成電子輸送のΔ Ｐ ｈ依存性ダウンレギュレーションを誘発しなかった。 その結果，低光でのＣＥＦのこの刺激は，光損傷ＰＳＩＩの迅速な修復に不可欠なＡＴＰの合成を主に促進した。 P700酸化比の増加は、Cyt b6/f複合体におけるΔ Ph依存光合成制御の変化によって説明することができなかったが、主にPSIIからPSIへの電子の供給の減

著者の貢献

WH、S-BZ、およびTLは、研究を考案し、設計しました。 WHとY-JYが実験を行った。 WH、Y-JY、S-BZ、およびTLはデータを分析しました。 WHはすべての著者によって集中的に編集された原稿の最初の草案を書いた。

資金調達

この研究は、中国国家自然科学財団（31670343）、中国科学院青年イノベーション推進協会（2016347）、雲南省の主要な科学技術プログラム（2016ZF001）によって支

利益相反に関する声明

著者らは、この研究は、利益相反の可能性と解釈される可能性のある商業的または財政的関係がない場合に行われたと宣言している。