2020 Fiscal Year Annual Research Report
植物根への有害重金属元素の侵入をくい止める～植生回復を目指した研究基盤の確立
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17H03952
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
中村 進一 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (00322339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中井 雄治 弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (10321788)
鈴井 伸郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (20391287)
頼 泰樹 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (30503099)
野下 浩二 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (40423008)
大津 直子 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40513437)
及川 彰 山形大学, 農学部, 教授 (50442934)
尹 永根 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主任研究員 (50609708)
俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 教授 (70179919)
野副 朋子 明治学院大学, 教養教育センター, 准教授 (90590208)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | グルタチオン / カドミウム / 銅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高等植物のカドミウム動態を制御する「カギ」となる物質として生理活性ペプチドのひとつであるグルタチオンに着目している。これまでの研究で植物の根に部位特異的に与えたグルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を選択的に抑制することを明らかにしている。また、このグルタチオンは主に根の細胞の外側で機能し、根におけるカドミウムの保持、根からのカドミウムの排出、地上部基部におけるカドミウムの送り返しなど様々な形でカドミウム動態を制御して、植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制していた。グルタチオンはアブラナにおいて、カドミウム以外の重金属動態にも影響を及ぼしていた。グルタチオンがアブラナの銅動態に及ぼす影響をポジトロンイメージング技術を用いて可視化した。根におけるグルタチオン処理を行ったアブラナでは植物体の地上部への銅の移行が抑制されていた。また、植物体の地上部(茎)と地下部(根)の境界である地上部基部においてグルタチオンがカドミウム動態に及ぼす影響を調べるため、基部からRNAを抽出する方法を確立した。様々な処理を行ったアブラナの地上部基部からRNAを抽出し、トランスクリプトーム解析に供することができた。
根へのグルタチオン処理によって、アブラナの根で発現応答する遺伝子がコードする輸送体タンパク質がカドミウム動態に及ぼす影響を評価した。実験には対象の遺伝子に変異が入った（タンパク質の機能が欠損した）アラビドプシスを用いた。その結果、アラビドプシス変異株では植物体の地上部へ移行するカドミウムの割合が増加していた。このような結果はこの輸送体タンパク質の植物体内のカドミウム動態の制御(地上部へのカドミウムの移行の制御)への関与を示唆している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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