2012 Fiscal Year Research-status Report
植物のフィトレメディエーション機構解明と実用化に向けた取り組み
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24651087
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Fukuyama University |
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Principal Investigator |
太田 雅也 福山大学, 生命工学部, 教授 (00203802)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 環境修復技術 / フィトレメディエーション |
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| Research Abstract |
PCB同族体の高蓄積植物であることが知られているウリ科植物（キュウリ）やセイタカアワダチソウなどからPCB同族体の植物体への取り込み・移行に関与する物質の探索を試みた。植物の根および茎のメタノール抽出物を極性の違いで分画した４画分（単純脂質画分、糖脂質画分、リン脂質画分、水溶性画分）のPOPs類の可溶化試験と組換え型gAhR/GUSレポーター遺伝子系導入シロイヌナズナXgD2V11-6系統を用いたPCB取り込み量について検討した。その結果、糖脂質画分およびリン脂質画分にPOPs類の可溶化能が認められた。これに対して組換えシロイヌナズナ植物体のPCB126誘導GUS活性の増加は、糖脂質画分の添加により認められが、リン脂質画分の添加効果は認められなかった。さらに、抽出された糖脂質画分中の糖脂質組成は、根と茎において異なっていたが、POPs可溶化能が最も高かったジガラクトシルジアシルグリセロール（DGDG）は、両方の主成分として存在していた。さらに、組換えシロイヌナズナ植物体のPCB126誘導GUS活性の増加は、DGDGに加えて、根および茎に比較的高含量に存在しているステリルグルコシド（SG）の添加により認められた。
一方、ヨウシュヤマゴボウの葉茎から抽出した糖脂質成分は、顕著なPOPs類の可溶化能を有し、組換えシロイヌナズナ植物体のPCB126取り込み量の増加させる添加効果も認められた。添加効果の認められた糖脂質成分は、DGDGに加えてトリテルペノイド骨格に１から数個のRha、XylおよびGlcが結合した配糖体（フィトラッカサポニン）群であった。さらに、これらフィトラッカサポニンのトリテルペノイド骨格に結合している糖鎖の種類および水酸基の有無が、サーファクタント能としての効果に影響を与えている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
組換えシロイヌナズナ植物体を用いたPCB同族体のバイオアッセイ系については、これまでに試した微生物の生産する糖脂質に加えて植物体中に存在する糖脂質（DGDGなど）の添加により、高感度にCo-PCB同族体をTEF値依存的にアッセイすることができることから、有効なバイオアッセイ系が確立できたものと考えられる。
PCB同族体の取り込みに係わるフィトレメディエーション機構については、取り込みに係わると考えられる糖脂質成分の存在を確認することができており、それらの詳細な構造とサーファクタント能との関連について解析することにより、何らかの知見が得られるものと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に引き続き、PCB同族体の高蓄積植物のダイオキシン類の取り込みに係るバイオサーファクタント類と体内移行に係るキャリヤータンパク質の検索について以下の３項目を中心に行う。
１）昨年度までの検索で最も効果の高い物質と考えられているDGDGの植物間での含有量の違いなどを調べ、取り込みに係わる機構について検討する。
２）ヨウシュヤマゴボウ中に存在する糖脂質のフィトラッカサポニンの構造とサーファクタント能との関連を明らかにする。
３）POPs類の可溶化能を有している植物のメタノール抽出物の水溶性画分中に存在していると考えられるキャリヤータンパク質についての解析を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
上述の実験を進行するにあたり、植物体からのサーファクタント類の抽出に使用する有機溶媒類、および分析に使用するカラム類（HPLC用とGLC用）やアセトニトリルなどの試薬を購入する。
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