2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22580008
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
赤木 宏守 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (50315587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 明夫 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50325940)
中澤 伸重 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (40315586)
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| Keywords | イネ / ファイトレメディエーション / カドミウム / 膜輸送体 |
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| Research Abstract |
カドミウム(Cd)は人体に有害な重金属で農耕地に蓄積している。Cd汚染土壌の浄化法として、植物を利用してCdを除去するファイトレメディエーションが注目されている。この方法にはCdを多量に蓄積できる植物の育成が不可欠であるが、植物がCdを吸収、蓄積する機構は明らかでない。
本研究では、イネの地上部へのCd移行に関与する遺伝子として同定したOsHMA3の機能解析を行うことによりイネのCd蓄積機構を解明することを目的としている。本年度は、OsHMA3の発現解析と酵母発現系によるOsHMA3のCd輸送機能の解析を行った。
OsHMA3はイネの葉と根で発現し、根でより発現量が高かった。さらに、レポーター遺伝子(GFP)を用いて細胞内のどこにOsHMA3が存在するかを解析したところ、OsHMA3が液胞膜に局在していることが明らかとなった。OsHMA3は2価の重金属の膜輸送体に分類されることから、OsHMA3が2価の重金属を液胞内へ輸送する役割を担っており、Cdの地上部への輸送にも関与しているものと考えられた。
次に、酵母変異株を用いてOsHMA3のCd輸送機能を解析した。液胞にCdを輸送するYCF1が機能喪失したCd感受性変異株において、OSHMA3はYCF1の機能を相補し変異株のCd感受性を低下させた。このことからOsHMA3がCdを液胞内へ輸送する膜輸送体であることが明らかになった。一方、Cdの高移行イネから単離した変異型のOsHMA3はCdの液胞への輸送機能が喪失または著しく低下していた。
すなわち、OsHMA3はCdの液胞への膜輸送体であり、その機能喪失によりCdが根の液胞に輸送されず地上部へと移行して高蓄積するという、イネのCd蓄積機構の一端が明らかとなった。
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[Journal Article] OsHMA3, a P_<1B>-type of ATPase affects root-to-shoot cadmium translocation in rice by mediating efflux into vacuoles2011
Author(s)
Miyadate H, Adachi S, Hiraizumi A, Tezuka K, Nakazawa N, Kawamoto T, Katou K, Kodama I, Sakurai K, Takahashi H, Satoh-Nagasawa N, Watanabe A, Fujimura T, Akagi H
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Journal Title
New Phytologisit
Volume: 189
Pages: 190-199
Peer Reviewed
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