2020 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of rice mutants in which arsenic levels were lower in grains.
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18K05380
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
林 晋平 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主任研究員 (40781323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 覚 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (40354005)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヒ素 / 米 / イネ / 土壌 / 変異体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
玄米のヒ素濃度が低下したコシヒカリ変異体las1とlas3の解析を行い、前年度までに原因遺伝子を証明し低ヒ素形質のメカニズムについて仮説を立てた。
las1については、原因遺伝子とそのパラログが細胞間の多様な元素の流れに関わることが示唆されたことから、より精密で幅広い元素分析を行うため、作製した遺伝子破壊株等の系統整備を行なった。これらの分析データをまとめた後、成果の発表を行う。
las3については、原因遺伝子がコードするアルコールデヒドロゲナーゼ（ADH2）の酵素活性の欠損が低ヒ素形質を引き起こすメカニズムの検証を進めた。ヒ素の通り道として知られるケイ酸輸送体は、出穂期に発現レベルが上昇し、ケイ酸とともにヒ素を土壌から盛んに吸収するが、las3変異体ではこの発現レベル上昇が抑えられ、これにより地上部のヒ素濃度上昇が抑えられていることを明らかにした。また、ADH2が欠損した変異体の根が水中で低酸素状態になると細胞のpHが低下することや、細胞内pHの低下を引き起こす試薬の投与によりケイ酸輸送体の発現レベルが低下することを示し、低ヒ素形質の一連のメカニズムを説明した。これらの成果は、論文としてまとめ発表を行なった。
ヒ素による健康被害のリスクを減らすため、ヒトの主要なヒ素摂取源であるコメのヒ素濃度を下げることが喫緊の課題となっている。las1とlas3は希少で新しい低ヒ素イネ系統であると同時に、その解析は不明な点の多いヒ素蓄積メカニズムに光を当てることになった。las1については、原因遺伝子やそのパラログが関わる細胞間の元素の流れを理解することで、ヒ素のみならず様々な元素の蓄積を自在に制御する技術に繋がることが期待される。また、las3解析の成果は、出穂期のヒ素吸収を抑制する全く新しいアプローチの存在を提示するもので、ヒ素吸収低減技術の高度化への貢献が期待される。
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