イネにおけるカドミウム蓄積機構の分子遺伝学的解析

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21780007
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 永澤 奈美子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (00535289)
• Keywords: イネ / カドミウム / 育種学 / 遺伝学

Research Abstract

カドミウム(Cd)を地上部に多く移行させるイネ品種、長香穀についての解析では、長香穀にOryza sativa heavy-metal-transporting P-type ATPase3(OsHMA3)の野生型遺伝子を形質転換することで地上部へのCd移行率が低下した。また、OsHMA3のRNAi系統で長香穀と同様Cdが地上部に多く移行したことからも、OsHMA3が長香穀の表現型の原因遺伝子であることが確認された。
台中65号の変異源処理済みM_3世代の種子を用いた突然変異体のスクリーニングでは、最終的に、;約400系統から2系統がCdに対する反応性に変化が起きた系統として同定された。1系統ではCdへの反応性の喪失が見られた。この突然変異体の原因遺伝子は、イネのCd感受機構に関与する可能性があり、この突然変異体を解析することでイネにおけるCd蓄積に関与する新規の知見が得られると考えられる。他の1系統ではCdの添加によって葉身上の黄色斑点が消失し、葉の矮化が軽減した。この突然変異体の原因遺伝子は、イネの発生におけるCdの新たな役割に関与する可能性がある。長香穀の変異源処理済み種子の作出については、平成22年度にM_2集団約1,000系統が得られた。
シロイヌナズナのCd蓄積に関わる遺伝子、AtHMA2～4のホモログであるOsHMA2のノックアウト系統では、Cdおよび亜鉛(Zn)の地上部への移行率が顕著に低下していた。OsHMA2遺伝子は特に根で強く発現しており、CdおよびZnの地上部への移行を促進するのに必要な遺伝子であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] A single recessive gene controls cadmium translocation in the cadmium hyperaccumulating rice cultivar Cho-Ko-Koku. (2010)
  • Author(s): Tezuka, K., Miyadate, H., Katou, K., Kodama, I., Matsumoto, S., Kawamoto, T., Masaki, S., Satoh, H., Yamaguchi, M., Sakurai, K., Takahashi, H., Satoh-Nagasawa, N., Watanabe A., Fujimura, T., Akagi, H
  • Journal Title: Theor.Appl.Genet. Volume: 120 Pages: 1175-1182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Isolation of novel types of Arabidopsis mutants with altered reactions to cadmium : cadmium-gradient agar platesare an effective screen for the heavy metal-related mutants. (2010)
  • Author(s): Watanabe, A., Ito, H., Chiba, M., Ito, A., Shimizu, H., Fuji, S., Nakamura, S., Hattori, H., Chino, M., Satoh-Nagasawa, N., Takahashi, H., Sakurai, K., Akagi, H.
  • Journal Title: Planta Volume: 232 Pages: 825-836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Digital gene expression signatures for maize development. (2010)
  • Author(s): Eveland, A.L., Satoh-Nagasawa, N., Goldshmidt, A., Meyer, S., Beatty, M., Sakai, H., Ware, D., Jackson, D.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 154 Pages: 1024-1039
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネのカドミウム移行におけるP_<1B>-type heavy-metal ATPaseの機能の解析 (2010)
  • Author(s): 森美果子・宮舘秀典・川本朋彦・櫻井健二・高橋秀和・渡辺明夫・佐藤(永澤)奈美子・赤木宏守
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 秋田県立大学
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] イオンビームによるイネ重力屈性変異体の遺伝解析 (2010)
  • Author(s): 高橋明・手塚耕一・母良田美咲・加賀谷紘子・田中淳・佐藤(永澤)奈美子・櫻井健二・渡辺明夫・赤木宏守・高橋秀和
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 秋田県立大学
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Remarks]
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/kyoin/kyoin0202.htm