Sutudy of the effect of external and internal ion status on the uptake of cesium.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18764
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 菅野 里美 筑波大学, 生命環境系, 特別研究員(RPD) (20586010)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: セシウム / カリウム輸送体 / フィトレメディエーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、植物のセシウム吸収に与える根圏のイオン環境の影響およびセシウム輸送に寄与する輸送体遺伝子への理解を深め、ファイトレメディエーションへの応用を目指した基礎的知見を得る事を目的としている。セシウムはカリウムの同族元素であり、カリウム輸送体を介して植物ないに取り込まれるものと考えられている。そのため、本研究でもカリウム輸送体に注目して研究を進めてきた。29年度は、28年度に引き続き根から地上部へのカリウム輸送に係わると考えられている遺伝子欠損株のCs輸送への寄与について実験を進めた。28年度に得られたデータでは、対象遺伝子欠損株はセシウム含有培地において生育が阻害されず、特に低カリウム環境下ではセシウムの蓄積量は野生型株の半分以下に減少していた。このメカニズムを理解するために植物体内のセシウムとカリウムの分配や動態について比較した。具体的には、ICP-AESによるカリウム測定およびICP-AESによるCsとRb（カリウムのトレーサー）の同時トレーサー実験を行った。その結果、変異体株のセシウムの根から地上部への移行比率および植物体内の循環はカリウムとは異なることを複数の実験手法により確認し、再現性を取ることができた。また、対象遺伝子欠損により他の遺伝子発現への影響がある事が予想されたためqPCRによりカリウムの取り込みに係わる遺伝子の発現解析を行った。その結果、根に発現してカリウム取り込みに働く輸送体遺伝子の発現量が野生型株と遺伝子欠損株において異なっている事が示された。以上から、植物体内のカリウム循環の変動が根のカリウム輸送体遺伝子の発現制御に影響（減少）し、その結果としてセシウムの取り込みが減少する事を明らかにする事ができた。

Research Products

• [Int'l Joint Research] CEA / Cadarache/INRA / Montpellier(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: CEA / Cadarache/INRA / Montpellier
• [Presentation] Contribution of SKOR to Cesium absorption and translocation. (2018)
  • Author(s): Satomi KANNO, Ludovic MARTIN, Tatsuya NOBORI, Laurent NUSSAUME, Arain VAVASSEUR, Nathalie Leonhardt
  • Organizer: Seminaire du programme Toxicologie nucleaire
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Internal and external K+ status affect the expression of the high affinity K+ transporter AtHAK5. (2017)
  • Author(s): Satomi KANNO, Ludovic MARTIN, Tatsuya NOBORI, Laurent NUSSAUME, Arain VAVASSEUR, Nathalie Leonhardt
  • Organizer: XIV France-Japan Workshop on Plant Science 2017 "The developing plant in its environment"
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] シロイヌナズナのリン酸濃度応答遺伝子の探索 (2017)
  • Author(s): 鈴木太郎, 大西美輪, 菅野里美, 豊倉浩一, 郷達明, 手塚あゆみ, 永野惇, 石川亮, 石崎公庸, 深城英弘, 三村徹郎
  • Organizer: 近畿植物学会
• [Presentation] A shortened annual cycle system; a tool for laboratory studies of seasonal phenomena in trees (2017)
  • Author(s): Yuko Kurita, Satomi Kanno, Ryohei Sugita, Atsushi Hirose, Miwa Ohnishi, Ayumi Tezuka, Ayumi Deguchi, Keiko Kosuge, Kimitsune Ishizaki, Hidehiro Fukaki, Keitaro Tanoi, Tomoko M. Nakanishi, Kei’ichi Baba, Tetsuro Mimura, Atsushi J. Nagano
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research