イネにおけるカドミウム蓄積機構の分子遺伝学的解析

• 研究課題/領域番号: 21780007
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 永澤 奈美子 (佐藤 奈美子) 秋田県立大学, 生物資源科学部・生物生産科学科, 助教 (00535289)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 植物育種・遺伝 / イネ / 突然変異体 / カドミウム / 育種学 / 遺伝学

研究概要

本研究では、土壌中から吸収したカドミウム(Cd)の多くを地上部に移行させるイネ品種、長香穀の表現型の原因遺伝子がOryza sativa heavy-metal-transporting P-type ATPase(HMA) 3(OsHMA3)遺伝子であることを明らかにした。また、OsHMA3遺伝子のホモログであるOsHMA2遺伝子がCd及び亜鉛の地上部への移行を促進していることを示した。さらに、イネにおけるカドミウム蓄積に関係する未知の遺伝子の同定を試みて突然変異体のスクリーニングを行い、カドミウムへの反応性が野生型と異なる突然変異体を単離した。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in rice(Oryza sativa) heavy metal ATPase 2(OsHMA2) restrict the translocation of Zn and Cd (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh-Nagasawa N., Mori M., Nakazawa N., Kawamoto T., Nagato Y., Sakurai K., Takahashi H., Watanabe A., Akagi H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 213-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in rice (Oryza sativa) heavy metal ATPase 2 (OsHMA2) restrict the translocation of Zn and Cd (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh-Nagasawa N., et al
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 53 ページ: 213-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] OsHMA3, a P1B-type of ATPase affects root-to-shoot cadmium translocation in rice by mediating efflux into vacuoles (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyadate, H., Adachi, S., Hiraizumi, A., Tezuka, K., Nakazawa, N., Kawamoto, T., Katou, K., Kodama, I., Sakurai, K., Takahashi, H., Satoh-Nagasawa, N., Watanabe, A., Fujimura, T., Akagi, H.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 189 ページ: 190-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] OsHMA3, a P_<1B>-type of ATPase affects root-to-shoot cadmium translocation in rice by mediating efflux into vacuoles (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyadate, H., et al
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 189 号: 1 ページ: 190-199
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2010.03459.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A single recessive gene controls cadmium translocation in the cadmium hyperaccumulating rice cultivar Cho-Ko-Koku (2010)
  • 著者名/発表者名: Tezuka, K., Miyadate, H., Katou, K., Kodama, I., Matsumoto, S., Kawamoto, T., Masaki, S., Satoh, H., Yamaguchi, M., Sakurai, K., Takahashi, H., Satoh-Nagasawa, N., Watanabe, A., Fujimura, T., Akagi, H.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Genetics 巻: 120 号: 6 ページ: 1175-1182
  • DOI: 10.1007/s00122-009-1244-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] A single recessive gene controls cadmium translocation in the cadmium hyperaccumulating rice cultivar Cho-Ko-Koku. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tezuka, K., Miyadate, H., Katou, K., Kodama, I., Matsumoto, S., Kawamoto, T., Masaki, S., Satoh, H., Yamaguchi, M., Sakurai, K., Takahashi, H., Satoh-Nagasawa, N., Watanabe A., Fujimura, T., Akagi, H
  • 雑誌名: Theor.Appl.Genet. 巻: 120 ページ: 1175-1182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of novel types of Arabidopsis mutants with altered reactions to cadmium : cadmium-gradient agar platesare an effective screen for the heavy metal-related mutants. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, A., Ito, H., Chiba, M., Ito, A., Shimizu, H., Fuji, S., Nakamura, S., Hattori, H., Chino, M., Satoh-Nagasawa, N., Takahashi, H., Sakurai, K., Akagi, H.
  • 雑誌名: Planta 巻: 232 ページ: 825-836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digital gene expression signatures for maize development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Eveland, A.L., Satoh-Nagasawa, N., Goldshmidt, A., Meyer, S., Beatty, M., Sakai, H., Ware, D., Jackson, D.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 154 ページ: 1024-1039
  • 査読あり
• [学会発表] 水稲品種あきたこまちのモチ性変異体の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀井苑美, ら
  • 学会等名: 日本育種学会2012年春季講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] ハツカダイコンGlnl;1遺伝子近傍の染色体構造が引き起こすシロイヌナズナ異数体様形態異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺朋夫, ら
  • 学会等名: 日本育種学会2012年春季講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] OsHMA2 mutants are blocked in Zn and Cd transport (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh-Nagasawa N., Mori M., Nakazawa N., Kawamoto T., Nagato Y., Sakurai K., Takahashi H., Watanabe A., Akagi H.
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] レトロトランスポゾンTos17挿入系統を用いたイネOsHMA2遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤(永澤)奈美子・森美果子・川本朋彦・長戸康郎・櫻井健二・高橋秀和・渡辺明夫・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 福井県立大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] レトロトランスポゾンTos17挿入系統を用いたイネOsHMA2遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤(永澤)奈美子, ら
  • 学会等名: 日本育種学会2011年秋季講演会
  • 発表場所: 福井県立大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] イネのカドミウム移行におけるP1B-type heavy-metal ATPaseの機能の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森美果子・宮舘秀典・川本朋彦・櫻井健二・高橋秀和・渡辺明夫・佐藤(永澤)奈美子・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] イネのカドミウム移行におけるP_<1B>-type heavy-metal ATPaseの機能の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森美果子・宮舘秀典・川本朋彦・櫻井健二・高橋秀和・渡辺明夫・佐藤(永澤)奈美子・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] イオンビームによるイネ重力屈性変異体の遺伝解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋明・手塚耕一・母良田美咲・加賀谷紘子・田中淳・佐藤(永澤)奈美子・櫻井健二・渡辺明夫・赤木宏守・高橋秀和
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] カドミウム高蓄積性イネ'長香穀'における地上部へのカドミウム移行機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平泉彩・安達早希・宮舘秀典・手塚耕一・佐藤奈美子・渡辺明夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] カドミウム高蓄積イネ'長香穀'の地上部へのカドミウム移行機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平泉彩・安達早希・宮舘秀典・手塚耕一・佐藤奈美子・渡辺明夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会第117回講演会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] イネのカドミウム移行を高める遺伝子qCdT7の単離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮舘秀典・手塚耕一・安達早紀・平泉彩・佐藤奈美子・渡辺昭夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] カドミウム高吸収性イネ'長香穀'のカドミウム蓄積性に関与するQTL (2009)
  • 著者名/発表者名: 手塚耕一・宮舘秀典・佐藤奈美子・渡辺明夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・佐藤秀樹・山口誠之・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] イネのカドミウム移行を高める遺伝子qCdT7の単離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮舘秀典・手塚耕一・安達早希・平泉彩・佐藤奈美子・渡辺明夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会第116回講演会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] カドミウム高吸収性イネ'長香穀'のカドミウム蓄積性に関するQTL (2009)
  • 著者名/発表者名: 手塚耕一・宮舘秀典・佐藤奈美子・渡辺明夫・櫻井健二・高橋秀和・川本朋彦・加藤和直・小玉郁子・眞崎聡・佐藤秀樹・山口誠之・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会第116回講演会
  • 発表場所: 北海道大学
• [備考]
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/stic/souran/scholar/detail.php?id=224
• [備考]
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/stic/souran/study/detail.php?id=233
• [備考]
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/kyoin/kyoin0202.htm
• [備考]
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/kyoin/kyoin0202.htm