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遺伝子組み換え作物中DNA分子の土壌生態系における挙動・影響を探る

Research Project

Project/Area Number 22380180
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Boundary agriculture
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

佐伯 和利  九州大学, 生物環境利用推進センター, 准教授 (30284780)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 境 雅夫  鹿児島大学, 農学部, 教授 (20225775)
國頭 恭  信州大学, 理学部, 准教授 (90304659)
Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2010: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords土壌 / 細胞外DNA / 黒ぼく土 / 腐植酸 / スキムミルク / カゼイン / 吸着 / DNA / 形質転換 / 生体高分子 / Tris緩衝液 / 抗生物質
Research Abstract

既往の文献では、DNAの土壌粒子への吸着実験にはTris緩衝液がよく使用されている。これはTris緩衝液中でDNAが安定に存在することに依拠しているが、土壌粒子へのDNA吸着にTris分子が与える影響については不明であった。数種の粘土鉱物、腐植酸、土壌へのDNA吸着にTris分子が与える影響を調査したところ、幾つかの粘土鉱物と土壌では、Tris分子存在下でDNA吸着量が有意に増減した。このため、土壌へのDNA吸着実験にはTris緩衝液は不適切であることが判明した。
土壌からのDNA抽出効率は、土壌中の腐植含量に大きく影響されるが、DNAの腐植物質への親和性や吸着機構に関しては一致した見解が得られていない。そこで、黒ぼく土から精製した腐植酸と市販の腐植酸へのサケ精子DNAの吸着・脱着実験を実施した。腐植酸にDNAは強く吸着しており、用いた4種の抽出剤では殆ど脱着しなかった。土壌中でのDNA動態に腐植物質が与える影響は、土壌pH、腐植物質含量などによって変化するものと予想された。
日本に広く分布する黒ぼく土からDNAを抽出する際は、スキムミルクの添加が必須であるが、その機序は不明である。スキムミルクの成分であるカゼインに注目し、カゼインが、黒ぼく土や腐植酸、アロフェン、ゲータイトへのDNA吸着に与える影響を検討した。カゼイン添加により黒ぼく土やアロフェン、ゲータイトへのDNA吸着量は減少したが、腐植酸では、カゼインの添加量が少ない場合はDNA吸着量は増加し、溶液中のカゼイン濃度が1mg/mL以上になるとDNA吸着量は低下した。この結果より、黒ぼく土からDNAを抽出する際にスキムミルクの添加が必須であるのは、粉砕した微生物体から放出されたDNAが土壌成分、とくに腐植物質へ吸着するのをカゼインが妨害することによると推察された。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of α-casein on DNA adsorption by Andosols and by soil components2011

    • Author(s)
      Saeki, K., Sakai, M., Kunito, T.
    • Journal Title

      Biol.Fertil.Soils

      Volume: (印刷中) Issue: 4 Pages: 469-474

    • DOI

      10.1007/s00374-011-0640-7

    • Year and Date
      2011-11-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌生態系における細胞外DNA分子の挙動第2部:細胞外DNA分子の安定性と形質転換能2011

    • Author(s)
      佐伯和利、國頭恭、境雅夫
    • Journal Title

      土と微生物

      Volume: 65 Pages: 27-33

    • NAID

      110009468805

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Tris-HCl Buffer on DNA Adsorption by a Variety of Soil Constituents2011

    • Author(s)
      Saeki, K., Kunito, T., Sakai, M.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 26 Issue: 1 Pages: 88-91

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME10172

    • NAID

      10028099122

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong adsorption of DNA molecules on humic acids2011

    • Author(s)
      Saeki, K., Ihyo, Y., Sakai, M., Kunito, T.
    • Journal Title

      Environ.Chem.Lett.

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 505-509

    • DOI

      10.1007/s10311-011-0310-x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of pH, ionic strength, and solutes on DNA adsorption by andosols.2010

    • Author(s)
      Saeki K., T Kunito, M Sakai
    • Journal Title

      Biology and Fertility of Soils.

      Volume: 46 Pages: 521-535

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA adsorption on synthetic and natural allophanes.2010

    • Author(s)
      Saeki K., M Sakai, S-I.Wada
    • Journal Title

      Applied Clay Science

      Volume: 50 Pages: 493-497

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌生態系における細胞外DNA分子の挙動 第1部:土壌および土壌構成物質へのDNA分子の吸着2010

    • Author(s)
      佐伯和利・境雅夫・國頭恭
    • Journal Title

      土と微生物

      Volume: 64 Pages: 113-122

    • NAID

      110009468728

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ゲータイトとギブサイトへのDNA分子の吸着機構2011

    • Author(s)
      佐伯和利、境雅夫、國頭恭
    • Organizer
      第55回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2011-09-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 黒ボク土とその構成成分へのDNA分子吸着に対するカゼインの影響2011

    • Author(s)
      佐伯和利、國頭恭
    • Organizer
      日本土壌肥料学会つくば大会
    • Place of Presentation
      エポカルつくば
    • Year and Date
      2011-08-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種土壌構成成分によるDNA分子吸着へのTris緩衝液の影響2010

    • Author(s)
      佐伯和利・國頭恭・境雅夫
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      北海道大学農学部
    • Year and Date
      2010-09-07
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] Adsorptions of DNA molecules by soils and variable-charged soil constituents, IN A.Mendez-Vilas (Ed.) "Current Research, Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology" Vol.2.pp.188-1952010

    • Author(s)
      Saeki K., T Kunito.
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      FORMATEX
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2016-04-21  

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