作物の放射性セシウム吸収に関わる地質学的要因の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02938
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 根本 圭介 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40211461)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 優 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60554475)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 放射性セシウム / 地質 / 作物

Outline of Annual Research Achievements

福島原発事故から９年が過ぎ、セシウム吸収抑制対策としての水田へのカリウム無償散布が打ち切られようとしている一方で、避難区域への帰還が始まり、予期せぬ作物のセシウム吸収被害の発生が懸念されている。今回の原発被害の舞台となった阿武隈地方は、中生代白亜紀に生じた花崗岩と、第三期中新世に生じた玄武岩の、異なる2種類の地質を有する。ある作物がセシウムを吸収し易いかどうかは「作物と土壌タイプの組合せ」で決まり、「土壌タイプ」を決める主要な要因として「土壌の母岩」が重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、このメカニズムを解明するとともに、地質情報と作物別のセシウム吸収リスクから福島の農地のゾーニングを行い、被災地の農政や営農に資する。
昨年度は、福島県伊達市と連携し、同市内の多数の水田と山林を対象として各地点の母材を推定、事故当年の伊達市における玄米のセシウム吸収被害の分布と比較し、事故当年に 300Bq/kg を超える玄米が収穫された水田の分布は玄武岩質土壌の分布と一致することを確認したが、今年度はさらに詳細な解析を進め、玄武岩質土壌と花崗岩質土壌の間では「土壌鉱物からの交換性カリウムの放出」と「粘土鉱物における交換性カリウムの保持」のバランスが大きく異なっていることを明らかにした。
また本年度は、イネのマッピング集団を用いてセシウム吸収のQTL解析をさらに進めた。昨年までに３つのマッピング集団から第２、４、６染色体に座乗するQTLが同定されたが、アソシエーション解析行った結果、第４染色体のQTLは高親和性カリウムトランスポーターが原因遺伝子と考えられた。他の２つについては、QTL領域をさらに特定するため戻し交配を行って染色体部分置換系統を作成したので、引き続き、それらの候補遺伝子の決定を進める。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

山林土壌の入手が限定されたため。
昨年度に引き続き、今年度もコロナ禍のために引き続き山林土壌採取が出来ない状況が続いたため、手持ちの土壌資材での実験が可能となるようポット実験のスケールを縮小し、一部は非放射性セシウムを用いた水耕実験で代替し、さらに経費の繰り越しを行うことによって、予定していた検証実験を切り抜けざるを得なかった。

Strategy for Future Research Activity

基本的な研究計画に変更はない。一昨年来問題となっている実験用土壌についても、コロナの収束化に伴い、ようやく見通しが立ってきた。