植物の新規有害金属トランスポーターの同定

• 研究課題/領域番号: 21248009
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 馬 建鋒 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (80260389)
• 研究分担者: 山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (00444646)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 48,620千円 (直接経費: 37,400千円、間接経費: 11,220千円); 2011年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2010年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2009年度: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)
• キーワード: トランスポーター / ヒ素 / カドミウム / アルミニウム / 有害金属

研究概要

植物の有害金属(カドミウム、ヒ素、アルミニウム)の集積及び耐性に関わるトランスポーター遺伝子の同定を行った。カドミウムの超集積植物からカドミウムの無毒化に必要なTcHMA3、イネのカドミウムの集積に関わるOsHMA3をそれぞれ同定した。イネの内向きケイ酸トランスポーターLsi1はメチル化されたヒ素(MMAとDMA)をも輸送することを明らかにした。さらにソバ、シロイヌナズナ及びイネからアルミニウムの耐性に関わるいくつかの新規トランスポーター遺伝子を同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Acquisition of aluminum tolerance by modification of a single gene in barley (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujii M., Yokosho K., Yamaji N., Saisho D., Yamane M., Takahashi H., Sato K., Nakazono M., Ma J.F.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: Vol.3 号: 1 ページ: 713-713
  • DOI: 10.1038/ncomms1726
  • 査読あり
• [雑誌論文] A leucine-rich repeat receptor-like kinase gene is involved in the specification of outer cell layers in rice roots (2012)
  • 著者名/発表者名: Huang, C. F., Yamaji, N., Ono, K., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: Vol.69 ページ: 565-576
  • 査読あり
• [雑誌論文] A tonoplast-localized half-size ABC transporter is required for internal detoxification of aluminum in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Huang, C. F., Yamaji, N., Chen, Z. and Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: Vol.69 ページ: 857-867
  • 査読あり
• [雑誌論文] A leucine-rich repeat receptor-like kinase gene is involved in the specification of outer cell layers in rice roots (2012)
  • 著者名/発表者名: Huang, C.F., Yamaji, N., Ono, K., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 69 号: 4 ページ: 565-576
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04824.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A tonoplast-localized half-size ABC transporter is required for internal detoxificati on of aluminum in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Huang, C.F., Yamaji, N., Chen, Z., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 69 号: 5 ページ: 857-867
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04837.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Al-inducible MATE gene is involved in external detoxification of Al in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokosho, K., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: Vol.68 ページ: 1061-1069
  • 査読あり
• [雑誌論文] High resolution secondary ion mass spectrometry reveals the contrasting subcellular distribution of arsenic and silicon in rice roots (2011)
  • 著者名/発表者名: Moore, K. L., Schroder, M., Wu, Z. C., Martin, B. G. H., Hawes, C. R., Mcgrath, S. P., Hawkesford, M. J., Ma, J. F., Zhao, F. J. Grovenor, C. R. M.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: Vol.156 ページ: 913-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Further characterization of an aluminum influx transporter in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Xia, J. X., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Signal. Behavior 巻: Vol.6 ページ: 160-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elevated expression of TcHMA3 plays a key role in the extreme Cd tolerance in a Cd-hyperaccumulating ecotype of Thlaspi caerulescens (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Milner, M., Yamaji, N., Yokosho, K., Koyama, E., Zambrano, C., Kaskie, M., Ebbs, S., Kochian, L., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: Vol.66 ページ: 852-862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological, genetic, and molecular characterization of a high-Cd-accumulating rice cultivar (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Koyama, E., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Jarjan. J., Expt. Bot. 巻: Vol.62 ページ: 2265-2272
  • 査読あり
• [雑誌論文] High resolution secondary ion mass spectrometry reveals the contrasting subcellular distribution of arsenic and silicon in rice roots (2011)
  • 著者名/発表者名: Moore, K.L., Schroder, M., Wu, Z.C., Martin, B.G.H., Hawes, C.R., Mograth, S.P., Hawkesford, M.J., Ma, J.F., Zhao, FJ., Grovenor, C.R.M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 156 ページ: 913-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elevated expression of TcHMA3 plays a key role in the extreme Cd tolerance in a Cd-hyperaccumulating ecotype of Thlaspi caerulescens (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Milner, M., Yamaji, N., Yokosho, K., Koyama, E., Zambrano, C., Kaskie, M., Ebbs, S., Kochian, L., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 66 ページ: 852-862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological, genetic, and molecular characterization of a high-Cd-accumulating rice cultivar, Jarjan (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Koyama, E., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 雑誌名: J.Expt.Bot. 巻: 62 ページ: 2265-2272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene limiting cadmium accumulation in rice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D, Yamaji, N., Kono, I., Huang, C. F., Ando, T., Yano, M., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: Vol.107 号: 38 ページ: 16500-16505
  • DOI: 10.1073/pnas.1005396107
  • 査読あり
• [雑誌論文] A plasma membrane-localized transporter for aluminum in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Xia, J. X., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: Vol.107 号: 43 ページ: 18381-18385
  • DOI: 10.1073/pnas.1004949107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Knockout of a bacterial-type ABC transporter gene, AtSTAR1, results in increased Al sensitivity in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Huang, C. F., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: Vol.153 ページ: 1669-1677
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of the rice aquaporin Lsi1 in arsenite efflux from roots (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhao, F. J., Ago, Y., Mitani, N., Li, R. Y., Su, Y. H., Yamaji, N., McGrath, S. P., Ma, J. F.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: Vol.186 ページ: 392-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterisation of two MATE genes in rye (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokosho, K., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 雑誌名: Funct. Plant Biol. 巻: Vol.37 ページ: 296-303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterisation of two MATE genes in rye. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokosho, K., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Funct, Plant Biol. 巻: 37 ページ: 296-303
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of the rice aquaporin Lsi1 in arsenite efflux from roots (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhao, F.J., Ago, Y., Mitani, N., Li, R.Y., Su, Y.H., Yamaji, N., McGrath, S.P., Ma, J.F.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 186 ページ: 392-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Knockout of a bacterial-type ABC transporter gene, AtSTAR1, results in increased Al sensitivity in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Huang, C.F., Yamaji, N., Ma, J.F., 2010
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 153 ページ: 1669-1671
  • 査読あり
• [雑誌論文] A plasma membrane-localized transporter for aluminum in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Xia, J.X., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 巻: 107 ページ: 18381-18385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene limiting cadmium accumulation in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D.Yamaji, N.Kono, I., Huang, C.F., Ando, T., Yano, M., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 巻: 107 ページ: 16500-16505
  • 査読あり
• [雑誌論文] A major quantitative trait locus controlling cadmium translocation in rice(Oryza sativa) (2009)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Kono, I., Yokosho, K., Ando, T., Yano, M., Ma, J. F.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 182 ページ: 644-653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic uptake and metabolism in plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhao, F. J., Ma, J. F., Meharg, A. A., McGrath, S. P.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: Vol.181 ページ: 777-794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of arsenic accumulation in rice with water management and silicon fertilization (2009)
  • 著者名/発表者名: Li, R. Y., Stroud, J. L., Ma, J. F., McGrath, S. P., Zhao, F. J.
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol. 巻: Vol.43 ページ: 3778-3783
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice aquaporin Lsi1 mediates uptake of methylated arsenic species (2009)
  • 著者名/発表者名: Li, R. Y., Ago, Y., Liu, W. J., Mitani, N., Feldmann, J., McGrath, S. P., Ma, J. F., Zhao, F. J.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: Vol.150 ページ: 2071-2080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of arsenic accumulation in rice with water management and silicon fertilization (2009)
  • 著者名/発表者名: Li, R.Y., Stroud, J.L., Ma, J.F., McGrath, S.P., Zhao, F.J.
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol. 43 ページ: 3778-3783
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice aquaporin Lsil mediates uptake of methylated arsenic species (2009)
  • 著者名/発表者名: (3) Li, R.Y., Ago, Y., Liu, W.J., Mitani, N., Feldmann, J., McGrath, S.P., Ma, J.F., Zhao, F.J.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 150 ページ: 2071-2080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel major quantitative trait locus controlling distribution of Cd between roots and shoots in rice (2009)
  • 著者名/発表者名: (1) Ueno, D., Koyama, E., Kono, I., Ando, T., Yano, M., Ma, J.F.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 2223-2233
  • 査読あり
• [学会発表] 作物の生産と品質に貢献するミネラルトランスポーター研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 植物微生物研究会第21回研究交流会プログラム
  • 発表場所: 岡山(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] ケイ酸トランスポーターLsi1は亜ヒ酸も亜セレン酸も輸送する (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒、山地直樹、三谷奈見季
  • 学会等名: 第3回植物アクアポリン研究検討会
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] イネケイ酸輸送体OsNIP2;1の基質選択性の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・山地直樹・Zhao, F-J.・馬建鋒
  • 学会等名: 第3回植物アクアポリン研究検討会
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] イネヒ素とカドミウム吸収の分子機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 札幌(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] Genes involved in the accumulation of toxic Cd and As in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: International Symposium of Rice functional Genomics 9th ISRFG in Taiwan
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Mechanism regulating HvAACT1 expression in barley (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 学会等名: Rhizosphere 3 International Conference
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Isolation and characterization of Al-induced transporter gene in buckwheat (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokosho, K., Yamaji, N., Ma, J. F.
  • 学会等名: Rhizosphere 3 International Conference
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Transporters involved in uptake and detoxification of minerals in plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: Rhizosphere 3 International Conference
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] イネ有害元素の集積に関与する遺伝子の同定と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ソバのアルミニウム誘導性トランスポーターの単離と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横正健剛、山地直樹、馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Transporters involved in accumulation of toxic Cd and As in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Genomics and Crop Genetic Improvement
  • 発表場所: Wuhan, China
• [学会発表] OsHMA3, a tonoplast-localized transporter for Cd, controls Cd transfer from the roots to the grains in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: 4th International IUPAC Symposium for Trace Elements in Food(TEF-4)
  • 発表場所: Aberdeen, Scotland
• [学会発表] OsHMA3, a tonoplast-localized transporter for Cd, controls Cd transfer from the roots to the grains in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: 4th International IUPAC Symposium for Trace Elements in Food (TEF-4)
  • 発表場所: Aberdeen, Scotland(招待講演)
• [学会発表] Transporters involved in accumulation of toxic Cd and As in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Genomics and Crop Genetic Improvement
  • 発表場所: Wuhan, China(招待講演)
• [学会発表] Transporters involved in uptake and detoxification of minerals in plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: Rhizosphere 3 International Conference
  • 発表場所: Perth, Australia(招待講演)
• [学会発表] Isolation and characterization of an Al-induced transporter gene in buckwheat (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokosho, K., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: Rhizosphere 3 International Conference
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Genes involved in the accumulation of toxic Cd and As in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: Inernational Symposium of Rice functional Genomics 9^<th> ISRPG in Taiwan
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(招待講演)
• [学会発表] イネ有害元素の集積に関与する遺伝子の同定と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都(招待講演)
• [学会発表] 植物の必須及び有害ミネラルのトランスポーター (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] カドミウムトランスポーターの機能と構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Transporters involved in the accumulation and hypertolerance of Cd in plants, Plant Membrane Biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F., Ueno, D., Yamaji, N.
  • 学会等名: 15th International Workshop Adelaide 2010
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Cloning and functional characterization of a tonoplast-localized Cd transporter in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Ma, J. F.
  • 学会等名: 15th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants
  • 発表場所: Budapest, Hungary
• [学会発表] Cloning and functional characterization of a tonoplast-localized Cd transporter in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno, D., Ma, J.F.
  • 学会等名: 15th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants.
  • 発表場所: Budapest, Hungary
• [学会発表] Transporters involved in Al resistance in gramineous crops (2009)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F., Huang, C. F., Furukawa, J., Yamaji, N.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Plant-Soil Interactions at Low pH.
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] カドミウム超集積植物Thlaspi caerulescens(ecotype, Ganges)由来のP-type ATPase HMA3の単離と機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野大勢・山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Cd超集積植物Thlaspi caerulescens(ecotype, Ganges)由来のP-type ATPase HMA3の機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野大勢、山地直樹、馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Transporters involved in Al resistance in gramineous crops (2009)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F., Huang, C. F., Furukawa, J., Yamaji, N.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Plant-Soil Interactions at Low pH
  • 発表場所: Guangzhou, China
• [図書] 第4章不良土壌に対する植物の応答、1.酸性土壌,植物栄養学第2版 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒, 間藤徹・藤原徹
  • 出版者: 文永堂
• [備考]
  • URL: http://www.rib.okayama-u.ac.jp/plant.stress/index-j.html