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イネの品種間差を利用したヒ素の吸収と蓄積についての分子生理学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 09F09322
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東京大学

研究代表者

藤原 徹  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授

研究分担者 DUAN Guilan  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードイネ / ヒ素 / トランスポーター
研究概要

本研究はヒ素の蓄積や輸送に違いを示す各種イネ品種を用いて、農業上有用なヒ素低減遺伝子を同定することを目的として開始したものである。これまでにシロイヌナズナやイネを用いた分子遺伝学的研究によって、ヒ素の輸送や蓄積、耐性に関与する遺伝子が同定されてきている。ヒ素は基本的には毒物であるため、植物はヒ素特異的な吸収(取込み)のためのトランスポーターは持っていないと考えられている。例えば、シロイヌナズナのヒ酸を輸送するトランスポーターは本来は化学的に似たリン酸を本来の基質とするし、亜ヒ酸を輸送するトランスポーターは化学的に似たケイ酸を本来の基質としている。昨年度までにイネにおけるヒ酸輸送を担う分子の同定を目指してイネのリン酸トランスポーターの中からヒ酸輸送を担う可能性のあるリン酸トランスポーター遺伝子の変異株を入手しヒ酸吸収が低下していることを確認ていたが、今年度はこの変異株にリン酸トランスポーター遺伝子を導入し直して表現型が回復することを確認した。これによってリン酸トランスポーターがヒ素吸収に重要であることが示された。また、イネに酵母由来の排出型亜ヒ酸トランスポーターを発現させる実験については、昨年度までに得られていた形質転換系統について、ヒ素の排出活性があるかどうかを調べたところ、ヒ素の排出活性が高まっていることを明らかにした。これにより、ヒ素低減の新たな手法を提示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は最終年度にあたりリン酸トランスポーターがヒ素吸収に関与していることを証明するデータを得ただけでなく、ヒ素低減手法を確立することができ、当初の計画以上の達成度であると考えている。

今後の研究の推進方策

本研究は本年度が最終年度であり、目的とする結果は得られていることから、今後は論文としての発表に至る様に努力して行きたいと考えている。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Expressing ScACR3 in Rice Enhanced Arsenite Efflux and Reduced Arsenic Accumulation in Rice Grains2011

    • 著者名/発表者名
      Duan, G., Kamiya, T., Ishikawa, S., Arao, T., Fujiwara, T.
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 53(1) 号: 1 ページ: 154-163

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr161

    • NAID

      10030307601

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Overexpression of ScACR3 reduces arsenic accumulation in rice plants2010

    • 著者名/発表者名
      段桂蘭
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Selenium uptake and speciation in the rootless duckweed Wolffia globosa2010

    • 著者名/発表者名
      段桂蘭
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Selenium in Biology and Medicine
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2010-06-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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