2007 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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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
吉原 利一 Central Research Institute of Electric Power Industry, 環境科学研究所, 上席研究員 (60371506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 文之 (財)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)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, 准教授 (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.カドミウム耐性・蓄積能を大きく異にする代表的な植物から、それぞれの鉄吸収関連トランスポーター(IRTs)の遺伝子ホモログを単離し、これまでに単離したものと合わせて総合的な比較・解析を実施した。その結果、二つの異なる部分配列のうち、膜貫通領域血の配列にはカドミウム耐性・蓄積能に関連した特異的な変化が認められず、カドミウム吸収量の差異との明確な相関は見いだされなかった。しかし、膜貫通領域IVについては、根におけるカドミウムの蓄積量が多い、オカノリ、カスミソウにおいて251番目のフェニルアラニンがアラニンに変化していた。このほかにも、これらの植物にはこの領域において他の植物と異なる配列がいくつか見いだされた。現在、酵母において発現させ、その効果を検証中である。
2.タバコをモデル植物として用い、根における鉄吸収関連トランスポーター遺伝子(NtIRTI、 NtFR02など)の発現を制御するシグナルが地上部からの長距離伝達シグナルと根における局部発生シグナルの混生であること、これらのシグナルが促進的に作用すること、シグナルはこれを発生する組織の部位特異的なものではなくいずれの組織においても発生し、量的に作用すること、を証明した。
3.イネを用いて銅・亜鉛・カドミウム耐性と吸収能力の品種間差、およびその相関性解析を行った。その結果、インディカ型とジャポニカ型間で亜鉛やカドミウム耐性、種々の金属濃度、地上部一根部濃度比などに有意な差異が見いだされたことから、インディカ型だけがもつ亜鉛耐性やカドミウム耐性機構、およびジャポニカ型だけがもつ亜鉛/銅共耐性機構が存在する可能性があること、根部から地上部へ鉄や銅を輸送する機構についてインディカ型とジャポニカ型の間に差異が存在する可能性があること、などが示唆された。
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