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重金属集積植物の探査とその機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16780043
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関北海道大学

研究代表者

渡部 敏裕  北海道大学, 大学院農学研究院, 助手 (60360939)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード重金属汚染土壌 / カドミウム / イネ / 超集積植物 / 重金属耐性微生物 / 根圏 / ファイトレメディエーション / 有機酸 / ヒ素 / 重金属集積微生物
研究概要

1)昨年度までの実験で、インディアンマスタードとアマランサスは水耕条件では地上部に同程度カドミウムを集積するが、土耕条件ではインディアンマスタードの集積能力はアマランサスと比べて著しく劣ることがわかった。本年度の研究から、この土耕における異なる集積能力は根から分泌される主要な有機酸の種類が関与していることが示唆された。すなわち、アマランサスは不溶性カドミウムを可溶化する能力の高いクエン酸を分泌する一方、インディアンマスタードは可溶化能の低いシュウ酸が分泌性有機酸の主体であった。インディアンマスタード、アマランサスともにカドミウム以外の重金属も超集積する傾向があり、様々な重金属に汚染された土壌のファイトレメディエーションに利用可能であることが示唆された。
2)昨年度までの実験で、カドミウム汚染土壌への零価鉄添加が植物のカドミウム集積低減に有効である事がわかった。本年度はその低減メカニズムを土壌化学的手法により解明した。カドミウムで汚染した水田土壌に零価鉄を添加することにより、土壌中のカドミウムは、植物に吸収されやすい交換態などの形態が減少し、吸収されにくい吸蔵態画分が増加することが明かとなった。
3)鉱山跡地に生育する野生植物の根圏より採取した土壌から、カドミウム耐性細菌を分離した。分離した細菌をイネ幼植物体の根に塗布し、カドミウム汚染土壌で無菌栽培したところ、塗布しなかったコントロールと比較して大きく生育が改善された。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (10件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Aluminium-iron interactions and growth enhancement in Melastoma malabathricum and Miscanthus sinensis dominating acid sulphate soils2006

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Jansen S, Osaki M
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment 29

      ページ: 2124-2132

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Different characteristics of nitrogen utilization between lupin and soybean-Can lupin utilize organic nitrogen in soils?2006

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Okamoto M, Misawa S, Urayama M, Osaki M
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Botany 84

      ページ: 20-27

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Internal mechanisms of plant adaptation to aluminium toxicity and phosphorus starvation in three tropical forages2006

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Osaki M, Yano H, Rao IM
    • 雑誌名

      Journal of Plant Nutrition 29

      ページ: 1243-1255

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 酸性土壌に生育する植物たち-アルミニウム集積植物に見る多彩な適応のメカニズム-2006

    • 著者名/発表者名
      渡部敏裕
    • 雑誌名

      化学と生物 44

      ページ: 496-499

    • NAID

      10017994824

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of phosphoenolpyruvate carboxylase in the adaptation of a tropical forage grass to low phosphorus acid soils2006

    • 著者名/発表者名
      Begum HH, Osaki M, Nanamori M, Watanabe T, Shinano T, Rao IM
    • 雑誌名

      Journal of Plant Nutrition 29

      ページ: 35-57

    • NAID

      120000970803

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Interactive effects of Al, Ca_and other cations on root elongation of rice cultivars under low pH2005

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Okada K
    • 雑誌名

      Annals of Botany 95

      ページ: 379-385

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Function of a maize-derived phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in phosphorus-deficient transgenic rice2005

    • 著者名/発表者名
      Begum HH, Osaki M, Shinano T, Miyatake H, Wasaki J, Yamamura T, Watanabe T
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition 51

      ページ: 497-506

    • NAID

      110004704768

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Aluminum accumulation in the roots of Melastoma malabathricum, an aluminum accumulating plant2005

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Misawa S, Osaki M
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Botany 83

      ページ: 1518-1522

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The beneficial effect of Al and the role of citrate in Al accumulation in Melastoma malabathricum L.2005

    • 著者名/発表者名
      Watanabe et al.
    • 雑誌名

      New Phytologist 165

      ページ: 773-780

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The distribution and phylogeny of aluminium accumulating plants in the Ericales2004

    • 著者名/発表者名
      Jansen et al.
    • 雑誌名

      Plant Biology 6

      ページ: 498-505

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 植物の栽培方法2005

    • 発明者名
      大崎満, 渡部敏裕ら
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2005-200559
    • 出願年月日
      2005-07-08
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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