2004 Fiscal Year Annual Research Report
高等植物のカドミウム耐性・吸収能に関与する二価鉄吸収経路の解明
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16380232
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
吉原 利一 財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所・バイオテクノロジー領域, 上席研究員 (60371506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 文之 財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (20371510)
庄子 和博 財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (10371527)
島田 浩章 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70281748)
穴井 豊昭 佐賀大学, 農学部, 助教授 (70261774)
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| Keywords | カドミウム / 高等植物 / 鉄吸収経路 / 耐性 / 蓄積 / トランスポーター |
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| Research Abstract |
1.根の最大伸長、地上部・根の部位別濃度を指標とした、カドミウムに対する耐性・蓄積能に関する一次スクリーニング法を確立するとともに、これを用いて同能力について栽培種を中心に体系的・網羅的に200種類以上のスクリーニングを実施した。その結果、レタスの仲間であるアキノノゲシなど数種の新たな高濃度カドミウム蓄積耐性種(ハイパーアキュームレーター)を見いだすと共に、分類別の特徴として、耐性の高い植物にはユリ科、イネ科、シソ科、蓄積能の高い植物にはキク科、シソ科、アブラナ科が多いことを明らかにした。ただし、二つの能力(耐性と蓄積能)は弱い逆相関(r=-0.28,p<0.002)を示したことに加え、期待していた両能力に飛び抜けて長けた本当の意味でのハイパーアキュームレーターは見出されなかった。現在、これらの中からカドミウム耐性・蓄積能の異なる特徴的な数種について、鉄吸収関連酵素の遺伝子ホモログを単離し、比較・解析を試みている。
2.また、高濃度カドミウム耐性・蓄積植物として従来知られておりながら、機構解明研究の遅れていたシダ植物(ヘビノネゴザ)の安定的・均質的実験のためにインビトロ・カルス実験系、遺伝子組換え系を確立した。また、これを用いて分子生物学的解析を進め、これまでにIRT-like gene等数個のカドミウム吸収に関与すると考えられるトランスポーター遺伝子を単離した。また、これらの遺伝子とモデル植物であるタバコから単離したホモログの発現解析・ホモロジー解析・構造解析を行った。現在、さらにイースト、アラビドプシス、タバコにおいて過剰発現させた場合の鉄を中心とした各種二価金属イオンの動態について解析を行っている。
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