Production of low-cesium mushrooms based on the genes analysis

Research Project

Project/Area Number	21K05679
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 40010:Forest science-related
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	小松雅史国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (90737313)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮崎安将国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (40343800)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	セシウム / 栽培きのこ / 吸収 / 食用キノコ / 菌株 / きのこ / カリウム
Outline of Research at the Start	福島原発事故以降、東日本の広い範囲で放射性物質が降下し、特にきのこや山菜などの林産物の長期的・広域的な汚染が問題となっている。本研究はきのこの汚染を低減させるため、菌糸体や子実体（きのこ）においてセシウム吸収能の菌株差を明らかにするとともに、セシウム吸収に関わると考えられる遺伝子群を中心に探査し、比較することでセシウム吸収に関与する遺伝子を推定する。セシウム吸収能に影響する候補遺伝子を遺伝子組換え実験により導入し、セシウムの吸収抑制（または促進）きのこ株作出を試みる。
Outline of Annual Research Achievements	同種内でCs吸収能が異なる株を探査するため、ナメコ野生株を菌床栽培した子実体を採取し、安定同位体セシウム(133Cs)濃度を分析した。43株の子実体の分析を行った結果、最小の安定同位体セシウム濃度は0.16mg/kgであった。一方、最大では3.18mg/kgとなり、菌株によって20倍の濃度差があることが示された。特に4株の133Cs濃度が突出して高く、これらを高吸収株とみなした。セシウムと同族のルビジウム(Rb)濃度の関係をあわせて分析した。高吸収株以外の通常株のみで見ると133CsとRbの濃度に正の相関が認められた。この結果はセシウムの吸収能はルビジウムの吸収能力によって説明されることを示している。一方、高吸収株内でも133CsとRbの相関が認められたが、通常株とは回帰直線の傾きは異なり、同程度のRb濃度に対して明らかに133Cs濃度が高くなっていた。このため、高吸収株はRbの吸収能力だけでは説明できない、通常株とは異なるCs吸収メカニズムがあることが示唆された。このような株のRNA-seqを行うことできのこのCs吸収に関わる遺伝子が判明することが期待された。今後高吸収株に着目して栽培試験を行い、発生次第RNA-seqの試験を行う予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason セシウム高吸収・低吸収の性質を持つ有望な株を見つけ、RNA-seqを実施することで候補遺伝子を見つけることを年度内の目標としていたが、セシウムのスクリーニングに用いた株はRNAが失活した状態であったため、再度栽培する必要が出た。再度の栽培には時間を要するため、年度をまたぐ結果となった。
Strategy for Future Research Activity	高吸収株に着目して栽培試験を行い、RNA-seqを行うことでCs吸収に関与する遺伝子の探索を行う。セシウム吸収に関与が示唆された遺伝子の組換え試験を行い、低吸収株／高吸収株の検証を行う。