| 研究課題/領域番号 |
11660067
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物栄養学・土壌学
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
長谷川 功 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (40218441)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 重金属耐性 / メタロチオネイン / CUP1遺伝子 / 遺伝子組換え / ヒマワリ / カラシナ / カドミウム / ファイトレメディエーション / 植物の重金属耐性 / Brassca juncea / カドミウム高濃度集積 / Phytoremediation / 重金属耐性植物 / TTC還元活性 / 細胞Viability / Realtime定量PCR / ヒマワリ細胞 |
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| 研究概要 |
酵母(Saccharomyces cerevisiae)のメタロチオネイン(MT)合成遺伝子CUP1をBiomassの大きいいくつかの植物に導入して重金属耐性植物を作成し、重金属存在下で生育させ、その吸収能を検討し、最終的にはファイトレメディエーションに供する植物の分子育種を試みた。本研究では、このCUP1遺伝子をBiomassの大きいヒマワリ(Helianthus annuus)やカラシナ(Brassica juncea)に導入して遺伝子組換えヒマワリとカラシナを作製した。
この重金属耐性能を付与した遺伝子組換えヒマワリは、培養細胞レベルでは顕著なカドミウム(Cd)耐性を示したが、組換え培養細胞からの個体再生が困難であった。
一方、CUP1遺伝子を導入したカラシナ培養細胞からは、比較的容易に個体再生系を得ることができた。この遺伝子組換えカラシナについて、CdCl2を50,200,400μM含有する水耕液で栽培し、非組換えカラシナの実生苗と比較したところ、非組換えカラシナはいずれも数日で枯死したが、組換えカラシナは30日間も生育できた。この時の地上部Cd含有率は約3,000mgKg^<-1>と高濃度であった。
また、Cdを2mgKg^<-1>および20mgKg^<-1>含有する黒ボク土と砂質土で栽培したところ、Cd20mgKg^<-1>含有する砂質土では非組換えカラシナはCd誘導性鉄欠乏クロロシスか顕著に発生したが、組換えカラシナは正常に生育した。
一方、黒ボク土では両者に外見的な差異は見られなかった。また、この植物の体内Cd含有率を側定したところ、黒ボク土<砂質土であったが、いずれの土壌でも組換えカラシナの方がCd含有率が高く、特に砂質土では組換えカラシナのCd含有率は約5002mgKg^<-1>と顕著に高かった。さらに、この遺伝子組換えカラシナの中で、Cd耐性の高い株について、自家受粉によって種子の採取を行って12系統の種子を得た。
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