2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation and application of hyperaccumulating functions of plants towards remediation of heavy metals contamination
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19H01158
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 千弘 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30271878)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山路 恵子 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00420076)
宮内 啓介 東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
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, 上席研究員 (20391287)
簡 梅芳 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20533186)
菅原 一輝 東京理科大学, 工学部工業化学科, 研究員 (60792405)
河地 有木 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, 上席研究員 (70414521)
國頭 恭 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (90304659)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイパーアキュムレーター / 重金属汚染修復 / 遺伝子発現解析 / 元素マッピング / PETIS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の4課題を中心に取り組んだ。
課題１「有害元素吸収・耐性に関する機能遺伝子の同定と発現解析」：トランスクリプトーム解析の手法により、Cdを添加した際のハクサンハタザオの根において発現する全遺伝子を非添加時と比較し、Cdの添加により根細胞はグルタチオン合成系やABCトランスポーターを活性化させCdをアポプラスト空間または導管に輸送している可能性が高いことを明らかにした。
課題２「ハイパーアキュムレーターに吸収された元素の局在性イメージング」：Cdを吸収させたハクサンハタザオにおいて、Cdが根、茎、葉の細胞の可溶性画分に最も多く存在すること、また細胞膜画分に存在するものも含めてほとんどのCdが溶存態として存在することを明らかにした。またゲルろ過分析の結果から、溶存態のCdの大部分は細胞毒性の高いCdイオンであり、それらが細胞の液胞あるいは細胞外のアポプラストに存在するものと考えられ、それを裏付けるEPMAの画像データも得られた。
課題３「ハイパーアキュムレーター内の有害元素の動態解析」：ハクサンハタザオの水耕液に添加するCd濃度を段階的に変化させてCd吸収実験を行い、低濃度のCd暴露においてCdの根への蓄積や生育阻害は認められず、培地から吸収されたCdが根に一時的に蓄積された後に茎を経由して葉に移行・蓄積していく様子を明らかにした。
課題４「実圃場データの統計数理解析」：気仙沼市内の圃場で8年間継続したモエジマシダのAs除去の圃場試験の結果を取りまとめ、そのAsに除去に与える環境要因等を明らかにした。モエジマシダ根圏土壌の代謝産物と微生物、および植物中As濃度のデータのネットワーク解析を行い、亜ヒ酸酸化酵素遺伝子を保有する細菌および土壌中の窒素成分の推移と土壌から植物体へのAsの移行との関連性を見出した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
