イネのカドミウム輸送の分子機構解明と利用

• 研究課題/領域番号: 22580008
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 赤木 宏守 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (50315587)
• 研究分担者: 渡辺 明夫 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50325940) ; 中沢 伸重 (中澤 伸重) 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (40315586)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010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: 植物分子育種 / イネ / カドミウム / ファイトレメディエーション / 膜輸送体 / OsHMA3

研究概要

イネのOsHMA3は細胞の中の液胞膜に存在し、そこで液胞内へカドミウム(Cd)を輸送していることを明らかにした。通常、イネはOsHMA3の働きにより吸収したCdを根に蓄積させているが、 OsHMA3の機能喪失により多量のCdが茎葉部に輸送されCdを高蓄積する仕組みを明らかにした。また、OsHMA3を用いて植物組織のCd蓄積を制御できる可能性が示されるとともに、タンパク質の改変によるCd輸送活性の制御の可能性が示された。

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 and 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 N., Watanabe A., Fujimura T., Akagi H.
  • 雑誌名: New Phytologis 巻: 189 ページ: 190-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of novel types of Arabidopsis mutants with altered re actions to cadmium: cadmium-gradient agar plates are an effective screen for the heavy metal-related mutants (2011)
  • 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 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] 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, 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 Phytologisit 巻: 189 ページ: 190-199
  • 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., Kato K., Kodama I., Matsumoto S., Kawamoto T., Masaki S., Satoh H., Yamaguchi M., Sakurai K., Takahashi H., Satoh N., Watanabe A., Fujimura T., Akagi H.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Genetics 巻: 120 ページ: 1175-1182
  • 査読あり
• [学会発表] イネ属の A ゲノム野生種における OsHMA3 遺伝子の進化とカドミウム移行の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり、堀川悠佑、相馬美沙子、佐藤奈美子、高橋秀和、櫻井健二、渡辺明夫、赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会第123回講演会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] イネ属のAゲノム野生種におけるOsHMA3遺伝子の進化とカドミウム移行の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり・堀川悠佑・相馬美沙子・佐藤奈美子・高橋秀和・櫻井健二・渡辺明夫・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会 第123回講演会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
• [学会発表] イネのカドミウム輸送体(OsHMA3)の C 末端領域の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり、鈴木辰弥、佐藤奈美子、高橋秀和、櫻井健二、渡辺明夫、赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会第122回講演会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-09-01
• [学会発表] イネの OsHMA3 の構造がカドミウム輸送に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり、鈴木辰弥、佐藤奈美子、高橋秀和、櫻井健二、渡辺明夫、赤木宏守
  • 学会等名: 第7回東北育種研究集会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2012-08-20
• [学会発表] イネのカドミウム輸送体（OsHMA3）のC末端領域の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり・鈴木辰弥・佐藤奈美子・高橋秀和・櫻井健二・渡辺明夫・赤木宏守
  • 学会等名: 日本育種学会 第122回講演会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] イネのOsHMA3の構造がカドミウム輸送に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷さおり・鈴木辰弥・佐藤奈美子・高橋秀和・櫻井健二・渡辺明夫・赤木宏守
  • 学会等名: 第7回 東北育種研究集会
  • 発表場所: 秋田県立大学（秋田市）
• [学会発表] イネの液胞への重金属輸送体(OsHMA3)はイネのカドミウム移行を制御する (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮舘秀典、手塚耕一、佐藤奈美子、櫻井健二、高橋秀和、渡辺明夫、赤木宏守
  • 学会等名: 第5回東北育種研究集会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] イネの液胞への重金属輸送体(OsHMA3)はカドミウムの地上部への移行を制御する (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮舘秀典、手塚耕一、佐藤奈美子、櫻井健二、高橋秀和、渡辺明夫、赤木宏守
  • 学会等名: 第5回 東北育種研究集会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-08-26