2015 Fiscal Year Annual Research Report
グルタチオンが活性化する植物体内における物質輸送制御システムの分子機構の解明
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26292183
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
中村 進一 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00322339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中井 雄治 弘前大学, 食料科学研究所, 教授 (10321788)
藤巻 秀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, グループリーダー (20354962)
鈴井 伸郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究副主幹 (20391287)
頼 泰樹 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30503099)
大津 直子 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (40513437)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グルタチオン / カドミウム / PETIS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では植物の根に部位特異的に与えた生理活性ペプチドの一種であるグルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制する現象の分子メカニズムを解明し、それらを新たな栽培技術に応用展開するための研究基盤を確立することを目指している。
グルタチオンと同様に分子内にチオール基を持つ物質であるジチオトレイトールや様々な含硫化合物を植物の根に与え、植物体内のカドミウム動態に及ぼす影響を調べた。また、グルタチオンとジチオトレイトールが植物体内のカドミウム動態に及ぼす影響をポジトロンイメージング技術を用いて可視化し、画像解析を行うことで、それぞれの物質がカドミウム動態に及ぼす影響を評価することを試みた。
アブラナの根に与えた様々な含硫化合物の中でも、ジチオトレイトールはグルタチオンと同様に植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を有意に抑制した。今回の実験で用いたその他の含硫化合物（システイン等）はグルタチオンのようなカドミウム移行に対する抑制効果を示さなかった。一方、植物体内のカドミウム動態に及ぼす影響はグルタチオンとジチオトレイトールでは異なっていた。カドミウム動態にそれらの物質が及ぼす影響を比較した結果、根に与えたグルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制する要因の一つに、グルタチオンは根の細胞壁画分へのカドミウムの蓄積を促進する効果を持つことが明らかになった。また、ポジトロンイメージング技術を用いて得ることができた画像の解析結果も上記の結論の内容を支持するものであった。
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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
グルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制する現象の分子メカニズムの一端を解明することができ、学術論文として発表することができた。現在進行中の研究を進めていくことで、この現象に関与する分子メカニズムの内容がさらに明らかになっていくことが期待できる。また、当初の研究計画におおむね沿った形でに学術論文を発表することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進行中のそれぞれの研究テーマを進めていくことで、相応の研究成果を得ることができ、グルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制する現象の分子メカニズムの迫ることができると考えている。
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| Causes of Carryover |
平成28年度に比較的高額な分子生物学用の実験試薬を購入して、実験を行う計画があるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
タンパク質同定実験、マイクロアレイ実験を実施する。
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