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2011 Fiscal Year Annual Research Report

不良環境適応植物ヨシの有害金属動態と糖代謝の関係

Research Project

Project/Area Number 21380049
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

樋口 恭子  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (60339091)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤田 直子  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90315599)
鈴井 伸郎  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (20391287)
Keywordsヨシ / Na / Cd / PETIS / グルカン / Na輸送体 / デンプン粒
Research Abstract

1.光合成産物動態の解析
^<11>CO_2投与PETIS実験のデータ解析を行った結果、Cdを添加した水耕液で3日間栽培したヨシでは対照区に比べて、またCdを添加する前と比べて、新たに同化された炭素の茎への分配が増加していたことが明確になった。これは次項で述べる糖を主成分としたCd結合物質の生合成基質の供給に貢献するものと思われる。このような変化はNaストレスでは見られなかった。光合成速度の低下は小さいにもかかわらずCdストレスが早期に炭素動態に影響を与えることが明らかになったのはこれが初めてである。
2.新規αグルカンの解析
Cd処理したヨシ茎に蓄積する高分子のCd結合物質は、これまでCdが外れた場合に再結合する条件が分からなかったため精製・単離・構造決定ができなかった。今回、本物質はpH2にすると高次構造が失われるがCdを添加しつつpHを5.8に戻すとCdを含む10~50kDaの物質として存在できることが分かった。高次構造の維持にはジスルフィド結合の他に水素結合が大きな役割を果たしていると推測している。またCd以外にもCuやFeを結合できることが分かった。金属の結合にはリン酸基は関与しておらず、主にカルボキシル基を介して金属と結合していると推察された。
3.分子生物学的解析
ヨシ茎でマイクロダイセクションにより維管束とそれ以外の部分に分け、RT-PCRによって局所的な遺伝子発現パターンを解析する実験条件を確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

光合成産物の動態やCd結合物質については大きく進展したが、分子生物学的解析については組織が非常に硬いためやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

Cdを結合する高分子の再構成方法を確立できたのでCd結合物質の単離・精製を進める。
デンプン合成の律速酵素であるADPグルコースピロホスホリラーゼの活性がCd処理により増加するが、その制御が転写・翻訳・酵素タンパク質の活性化、のいずれの段階で行われているのかを解析する。

  • Research Products

    (3 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Modulation of macronutrient metabolism in barley leaves under iron-deficient condition2011

    • Author(s)
      K Higuchi; A Saito; Y Mikami; E Miwa
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 57 Pages: 233-247

    • DOI

      10.1080/00380768.2011.564574

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヨシ茎における10-50kDaカドミウム結合物質の基本骨格の検討2012

    • Author(s)
      上屋将久、府川さやか、三輪睿太郎、樋口恭子
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-18
  • [Presentation] ヨシ茎における炭水化物を主成分とする10-50kDaカドミウム結合物質の解明2011

    • Author(s)
      土屋将久、府川さやか、鈴井伸郎、石井里美、河池有木、藤巻秀、三輪睿太郎、樋口恭子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2011-08-09

URL: 

Published: 2013-06-26  

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