| 研究課題/領域番号 |
19H01158
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井上 千弘 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30271878)
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| 研究分担者 |
山路 恵子 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00420076)
宮内 啓介 東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
鈴井 伸郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (20391287)
簡 梅芳 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20533186)
菅原 一輝 東京理科大学, 工学部工業化学科, 研究員 (60792405)
河地 有木 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (70414521)
國頭 恭 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (90304659)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2022年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2021年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2020年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2019年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | ハイパーアキュムレーター / 重金属汚染 / 遺伝子発現解析 / 元素マッピング / PETIS / ネットワーク解析 / 重金属汚染修復 / 重姻族汚染修復 / 圃場実験 / モエジマシダ / ハクサンハタザオ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではモエジマシダとハクサンハタザオの2種のハイパーアキュムレーター（高蓄積植物）に関し、有害元素（ヒ素とカドミウム）の吸収・蓄積機能を遺伝子レベルから圃場の植物レベルまで多次元的な解析を行い、これらのハイパーアキュムレーターの有害元素吸収・蓄積のメカニズムを解明する。それらの結果に基づき、これらのハイパーアキュムレーターを用いて重金属類で汚染された土壌や水環境を修復するために必要となる指針を示していく。
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| 研究成果の概要 |
ヒ素の高蓄積植物（ハイパーアキュムレーター）であるモエジマシダとカドミウムの高蓄積植物であるハクサンハタザオに関し、有害元素（ヒ素あるいはカドミウム）のストレス下での植物器官別の遺伝子発現解析、植物体内に吸収された有害元素の植物組織あるいは器官別のマッピングと化学形態の解析、ポジトロン核種を利用した有害元素吸収時における植物体内での動態解析を行い、これらのハイパーアキュムレーターの有害元素吸収・蓄積のメカニズムに対する理解を深化させた。また、これら高蓄積植物を用いた汚染土壌浄化の圃場試験のデータをネットワーク分析により解析して、浄化効率を向上させる要因を抽出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでヒ素やカドミウムをはじめとする高蓄積植物における有害元素の吸収メカニズムや体内での有害元素の化学形態はほとんど解明されておらず、本研究により世界に先駆けてその概要を明らかにした学術的意義は大きい。また有害元素による土壌汚染は世界中で顕在化しているが、モエジマシダやハクサンハタザオなどの高蓄積植物を利用するファイトレメディエーションの手法は低コストで実施可能であるため、持続可能な環境修復技術として今後の発展が期待されている。本研究の成果はファイトレメディエーションの適用に対する理論的裏付けを与えるものであり、その社会的意義は大きい。
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