Elucidation of the whole cesium uptake pathway in rice plant (Construction of the model of cesium absorption and transport in higher plants)

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04272
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63020:Radiation influence-related
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: Rai Hiroki 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (30503099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永澤 奈美子 (佐藤奈美子) 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00535289) ; 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) ; 古川 純 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40451687) ; 増田 寛志 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (40605268) ; 鈴木 龍一郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (70632397) ; 永澤 信洋 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90599268)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: セシウム / イネ / カリウム / 輸送体 / 放射性セシウム / OsHAK1 / 輸送経路 / 原発事故

Outline of Final Research Achievements

We found a low Cs uptake mutant. The Cs concentration in brown rice of the mutant was less than 1/10 compared with wild type, and OsHAK1 was identified as the causative gene. In this study, we tried to identify the internal transport pathway of Cs absorbed from the roots, but we could not find a clear internal Cs transport pathway. It was suggested that Cs could not pass through most of the K transport system in the plant, and a small amount of Cs passively moved from the roots to the shoots. Cs studies in plants since Chernobyl have been considered to involve voltage-independent (VIC channel). We are currently creating a double mutant with OsHAK1 and the other mutant containing VIC.

Free Research Field

植物栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々はOsHAK1を原因遺伝子とするCs低吸収変異体を発見し、この変異体を基軸として、本研究では主要なK輸送体のCs+輸送への関わりを調べたが、明確な体内輸送経路は見出せなかった。Csの体内輸送経路がKのそれとはまったく異なることが明らかになった。これは根への吸収を主に研究対象としていた植物のCs研究において新規の知見といえる。
今後Cs輸送をK輸送体以外でも調べ、最終的にはCsを全く吸収しない植物の作出を目指す。この植物は万が一の際のCs対応策としてもその有用性は高いと考えられる。