セシウム（Cs)低吸収変異体の解析による水稲Cs吸収メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 15K11956
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 復興農学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 頼 泰樹 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30503099)
• 研究分担者: 永澤 奈美子 (佐藤奈美子) 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00535289) ; 永澤 信洋 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90599268) ; 高橋 秀和 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00325937)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: セシウム / イネ / 低吸収 / カリウム輸送体 / OsHAK1 / 放射性核種 / 137Cs / 水稲 / 吸収抑制 / カリウム / 輸送体 / 福島第一原発 / 放射性セシウム / カリウムトランスポーター / HAK / 原発事故 / 福島 / 放射性 / セシウム低吸収 / 吸収制御遺伝子

研究成果の概要

2011年に福島で発生した原発事故は広範囲の137Csの土壌汚染を引き起こし、農産物の安全の確保が重大な問題となっている。我々はCs低吸収のイネ変異体を単離し、根の表面のK輸送体OsHAK1が、低K条件下でのイネへのCs+流入の主要経路であることを明らかになった。低から通常の土壌のK濃度に相当する水耕栽培で、oshak1のCs+吸収量は野生型の1/8以下となり、圃場試験では玄米及び茎葉のCsが激減したが、Kの取り込みと玄米収量は野生型とほぼ同様となった。放射性Cs汚染地域でのCs低吸収水稲の栽培は農耕地のCs汚染に対し食の安全性を高めるための有効な対策となりうると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Cesium Uptake by Rice Roots Largely Depends Upon a Single Gene, HAK1, Which Encodes a Potassium Transporter. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Rai, Saki Yokoyama, Namiko Satoh-Nagasawa, Jun Furukawa, Takiko Nomi, Yasuka Ito, Shigeto Fujimura, Hidekazu Takahashi, Ryuichiro Suzuki, ELMannai Yousra, Akitoshi Goto, Shinichi Fuji, Shin-ichi Nakamura, Takuro Shinano, Nobuhiro Nagasawa, Hiroetsu Wabiko, Hiroyuki Hattori.
  • 雑誌名: Plant and cell physiology 巻: 58 号: 9 ページ: 1468-1493
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx094
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The high correlation between DNA and chloroform-labile N in various types of soil. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama,S., Yuri,K., Nomi,T., Komine,M., Nakamura,S., Hattori,H. and Rai,H.
  • 雑誌名: Applied Soil Ecology 巻: 117-118 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic analysis of cadmium accumulation in shoots of sorghum landraces. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi,K., Shehzad,T., Yoneda,J., Uraguchi,S., Ito,Y., Shinsei,L., Morita,S., Rai,H., Nagasawa,N., Asari,K., Suzuki,H., Itoh,R., Saito,T., Suzuki,K., Takano,I., Takahashi,H., Sakurai,K., Watanabe,A., Akagi,H., Tokunaga,T., Itoh,M., Hattori,H., Fujiwara,T., Okuno,K., Tsutsumi,N. and Satoh-Nagasawa,N.
  • 雑誌名: Crop Science 巻: 57(1) ページ: 22-31
  • 査読あり
• [学会発表] セシウム低吸水稲のCs/K吸収特性と現地試験結果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 頼 泰樹、横山 咲、佐藤奈美子、古川 純、能美多希子、伊藤那香、森田祥司、藤村恵人、後藤明俊、信濃卓郎、永澤信洋、我彦廣悦、中村進一、服部浩之
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
• [学会発表] セシウム低吸収の水稲突然変異体の吸収制御遺伝子解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 頼泰樹、横山咲、由利かほる、佐藤奈美子、永澤信洋、高橋秀和、藤晋一、保田謙太郎、中村進一、服部浩之
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] セシウムを吸わない突然変異水稲の開発とその解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 頼 泰樹、横山 咲、由利 かおる、佐藤 奈美子、永澤 信洋、高橋 秀和、藤 晋一、中村 進一、服部 浩之
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会 2015年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Development of low caesium uptake oryza sativa by the chemical mutangen. (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Rai, S. Yokoyama, K. Yasuda, S. Fuji, N. Sato, N. Nagasawa, H. Takahashi, S. Nakamura, H. Hattori
  • 学会等名: 13th International Conference on the biogeochemistry of trace elements (ICOBTE 2015)
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [産業財産権] セシウム吸収を制御する遺伝子及びセシウム低吸収植物 (2016)
  • 発明者名: 頼泰樹ら
  • 権利者名: 公立大学法人 秋田県立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-167064
  • 出願年月日: 2016-08-29