• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

イネのセシウム吸収経路の全容解明 (高等植物のセシウム吸収・輸送モデルの構築)

研究課題

研究課題/領域番号 19H04272
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
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, 准教授 (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)
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)
古川 純  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40451687)
増田 寛志  秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (40605268)
鈴木 龍一郎  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (70632397)
永澤 信洋  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90599268)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードセシウム / イネ / カリウム / 輸送体 / 放射性セシウム / OsHAK1 / 輸送経路 / 原発事故 / 変異体 / OsHAK1 / 吸収経路 / カリウム輸送体 / 水稲 / K輸送体 / OsHAK5 / 導管 / ローディング / 放射性
研究開始時の研究の概要

イネの各部位で働くK輸送体の発現解析および機能解析、2重変異体のトレーサー実験などにより、主要なCs輸送経路を特定し、イネをモデルとした高等植物のCs吸収・輸送モデルを構築する。
また研究過程で根へのCs取り込みおよび体内輸送経路の主要輸送体をノックアウトした変異体を作出し、玄米のCsを極限的に低減させたCs低吸収イネの作出を目指す。

研究成果の概要

我々は玄米のCs濃度が1/10以下となるCs低吸収変異体を発見し、その原因遺伝子がOsHAK1であることを特定した。本研究では根から吸収したCsの体内輸送経路の特定を目指したが、明確な体内輸送経路は見出せなかった。Csは体内のK輸送経路のほとんどを通過できず、少量のCsが根から消極的に地上部に移行していることが明らかになった。チェルノブイリ以降の植物のCs研究ではHAKよりも電位非依存性(VIC channel)関与が考えられている。K輸送体
以外にもVICも対象に加え、現在、OsHAK1との二重変異体の作成を進めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々はOsHAK1を原因遺伝子とするCs低吸収変異体を発見し、この変異体を基軸として、本研究では主要なK輸送体のCs+輸送への関わりを調べたが、明確な体内輸送経路は見出せなかった。Csの体内輸送経路がKのそれとはまったく異なることが明らかになった。これは根への吸収を主に研究対象としていた植物のCs研究において新規の知見といえる。
今後Cs輸送をK輸送体以外でも調べ、最終的にはCsを全く吸収しない植物の作出を目指す。この植物は万が一の際のCs対応策としてもその有用性は高いと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Shoot base responds to root-applied glutathione and functions as a critical region to inhibit cadmium translocation from the roots to shoots in oilseed rape (Brassica napus)2021

    • 著者名/発表者名
      Li, J.-S., Suzui, N., Nakai, Y., Yin, Y.-G., Ishii, S., Fujimaki, S., Kawachi, N., Rai, H., Matsumoto, T., Sato-Izawa, K., Ohkama-Ohtsu, N., and Nakamura S.
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 305 ページ: 110822-110822

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2021.110822

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 土壌,そして植物への放射性セシウムの動態2020

    • 著者名/発表者名
      頼 泰樹、河端 美玖
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The dynamics of radio-cesium in soils and mechanism of cesium uptake into higher plants: Newly elucidated mechanism of cesium uptake into rice plants.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Rai, Miku Kawabata
    • 雑誌名

      Frontier in Plant scicence

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of enhancing endogenous and exogenous glutathione in roots on cadmium movement in Arabidopsis thaliana.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S, Suzui N, Yin YG, Ishii S, Fujimaki S, Kawachi N, Rai H, Matsumoto T, Sato-Izawa K, Ohkama-Ohtsu N
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 290

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Foliar-applied glutathione activates zinc transport from roots to shoots in oilseed rape.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S, Wongkaew A, Nakai Y, Rai H, Ohkama-Ohtsu N.
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 283 ページ: 424-434

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水稲のOsHAK1変異体のカリウムイオン吸収能について2021

    • 著者名/発表者名
      頼泰樹, 古川純, 佐々木翔渚, 高橋真央, 河端美玖, 増田寛志, 松本武彦
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水稲の玄米Ni低濃度変異体(lni)の輸送解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木翔渚, 雨宮あや乃, 河端美玖, 金井みなみ, 高橋真央, 増田寛志, 松本武彦, 頼泰樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水稲のセシウムの吸収メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      頼泰樹, 河端美玖, 雨宮あや乃, 横山咲, 佐藤奈美子, 永澤信洋, 我彦廣悦, 服部浩之, 古川純, 藤村恵人, 後藤明俊
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カドミウム低吸収変異あきたこまちの原因遺伝子解析2020

    • 著者名/発表者名
      雨宮あや乃, 佐々木翔渚, 河端美玖, 増田寛志, 服部浩之, 頼泰樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水稲のニッケル(Ni)低吸収変異体のNiの吸収・輸送解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木翔渚, 雨宮あや乃, 河端美玖, 増田寛志, 服部浩之, 頼泰樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム照射によるダイズのCs低吸収突然変異体の作出2020

    • 著者名/発表者名
      河端美玖, 佐々木翔渚, 雨宮あや乃, 増田寛志, 服部浩之, 頼泰樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水稲のセシウム吸収メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      頼 泰樹
    • 学会等名
      東北植物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水稲のセシウムの吸収メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      頼 泰樹、河端 美玖、雨宮 あや乃、横山 咲、佐藤 奈美子、永澤 信洋、我彦 廣悦、服部 浩之、 古川 純、藤村 恵人、後藤 明俊
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度東北支部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水稲におけるセシウムの体内輸送へのOsHAK5の関与の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      頼 泰樹、古川 純、河端 美玖、雨宮 あや乃、上野 真菜、藤村 恵人、佐藤 奈美 子、服部 浩之
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 新植物栄養・肥料学 改訂版2023

    • 著者名/発表者名
      米山 忠克、長谷川 功、関本 均
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254431315
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] セシウム吸収を制御する遺伝子およびセシウム低吸収性植物2021

    • 発明者名
      頼 泰樹 佐藤奈美子 その他
    • 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
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi