2013 Fiscal Year Annual Research Report
水生植物の根圏機能を高度に活用した水環境汚染化学物質の効率的浄化法の開発
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24681011
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
清 和成 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 環境保全技術 / 根圏浄化法 / 水生植物 / 根圏微生物 / 発現解析 / 微量汚染化学物質 |
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| Research Abstract |
研究代表者らは、これまでの研究で、水生植物と根圏微生物の共生システムが、栄養塩類のみならず難分解性の化学物質浄化促進作用を有しており、水生植物根圏に化学物質分解能に長けた特殊な微生物が選択的に集積、活性化されていることを明らかにしてきた。
本研究では、水生植物が根圏にどのような機能を有する微生物群を集積させ、活性化させようとしているのか、また、微生物群がそのはたらきかけにどのように応答しているのかについて、遺伝子発現のレベルで明らかにし、人為的に根圏微生物群を制御した効率的水質浄化技術開発につなげるための知見の集積と制御因子の解明を目的としている。
平成25年度は、水生植物との共存下で、ウキクサ根圏から分離されたSphingobium fuliginis OMI株の全ゲノム遺伝子の発現強度を定量化し、その結果に基づいてOMI株がウキクサおよびコウキクサからの集積のはたらきかけに対して、どのように応答しているのかを推定した。OMI株をウキクサあるいはコウキクサと共生させると、ウキクサおよびコウキクサとの共生時に共通に発現しているもの、ウキクサとの共生時に特異的に発現しているもの、コウキクサとの共生時に特異的に発現しているものが明確に確認でき、水生植物の種類に応じて、OMI株の集積応答が異なることが示された。現在、これらの遺伝子（群）についてデータ解析を継続しており、特にウキクサとの共生時に特異的に発現している遺伝子（群）とその機能を明らかにすることによって、OMI株がウキクサ根圏に選択的に集積されるメカニズムの解明に結びつける予定にしている。また、同様にコウキクサ根圏から分離された根圏微生物のゲノム情報等が入手できたことから、OMI株と同様の方法でウキクサあるいはコウキクサ根圏への集積メカニズムを明らかにしていく予定である。
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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
Sphingobium fuliginis OMI株の根圏集積メカニズムの解明に必要な遺伝子発現解析の結果が出揃い、ほぼ結果を得られるステップまでこぎつけたと考えている。既に他の水生植物の根圏から分離された根圏微生物の全ゲノム情報も入手できており、OMI株と同様の方法論で根圏集積メカニズムの解明が可能であるとの手ごたえを得られる段階まで到達したことから、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
適宜研究支援者を雇用しつつ、遺伝子発現解析結果の取りまとめに注力していくことで、着実かつスピーディーな結果の解釈につなげていく予定である。研究を遂行する上での課題等は特にないものと考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初、Sphingobium fuliginis OMI株以外の根圏微生物の遺伝子発現解析用DNAマイクロアレイを作成、解析予定であったが、実際に研究を遂行する過程で、実験効率や実験材料となる水生植物と根圏微生物の準備状況に応じて全体の順番を入れ替えたりするなどして、研究全体が滞りなく進むように工夫している。平成25年度に関しては、実験の都合上、OMI株とウキクサあるいはコウキクサの共生時の遺伝子発現の差異を解析する実験と作業を優先させた。そのため、OMI株以外の根圏微生物の遺伝子発現解析用DNAマイクロアレイ作成と購入、解析に係る消耗品費に相当する程度の額を次年度へ持ち越すこととなった。
上述の通り、OMI株以外の根圏微生物の遺伝子発現解析用DNAマイクロアレイの作成、購入、解析に係る消耗品費に充当する予定である。
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[Presentation] Development of multifunctional vegetation bioprocess by utilizing symbiotic microorganisms in the rhizosphere2013
Author(s)
Morikawa M., Sugawara M., Miwa K., Makino A., Tamaki H., Kamagata Y., Toyama T., Tanaka Y., Mori K., Inoue D., Sei K., Kuroda M., Ike M.
Organizer
The Second International Conference on Duckweed Research and Applications (Duckweed 2013)
Place of Presentation
Rutgers University (New Jersey, USA)
Year and Date
20130821-20130824
