イネの有害元素集積を制御する遺伝子の同定と応用

• 研究課題/領域番号: 24248014
• 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, その他部局等, 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, 助教授 (00444646) ; 三谷 奈見季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (40581020)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円); 2014年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2013年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円); 2012年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
• キーワード: カドミウム / ヒ素 / イネ / トランスポーター / 輸送体 / 品種間差

研究成果の概要

イネのカドミウムやヒ素の集積に関与する新規遺伝子の同定を行った。カドミウムの集積に関して、カドミウム吸収の主要輸送体OsNramp5を同定した。OsNramp5は根の外皮と内皮細胞の遠心側に偏在していた。また液胞膜に局在するカドミウム輸送体遺伝子OsHMA3を過剰発現させると、カドミウムの耐性も増加した。さらにカドミウムの種子への分配には節で発現しているOsHMA2が関与していた。一方、ヒ素の集積に関して、OsABCC1が種子へのヒ素の集積を抑制していることを明らかにした。OsABCC1は主に節の篩部伴細胞の液胞膜に局在していた。

研究成果

• [雑誌論文] A rice ABC transporter, OsABCC1, reduces arsenic accumulation in the grain (2014)
  • 著者名/発表者名: Song, W. Y., Yamaki, T., Yamaji, N., Ko, D., Jung, K. H., Fujii-Kashino, M., An, G., Martinoia, E., Lee, Y. and Ma, J. F.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 号: 44 ページ: 15699-15704
  • DOI: 10.1073/pnas.1414968111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Overexpression of OsHMA3 enhances Cd tolerance and expression of Zn transporter genes in rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, A., Yamaji , N. and Ma, J. F. 2014.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 巻: 65 号: 9 ページ: 6013-6021
  • DOI: 10.1016/j.tplants.2014.05.007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Root and shoot transcriptome analysis of two ecotypes of Noccaea caerulescens uncovers the role of NcNramp1 in Cd hyperaccumulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Milner, M., Mitani-Ueno, N., Yamaji, N., Yokosho, K., Craft, E., Fei, Z., Ebbs, S., Zambrano, M., Ma, J. F*. Kochian, L
  • 雑誌名: Plant J 巻: 78 号: 3 ページ: 398-410
  • DOI: 10.1111/tpj.12480
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preferential delivery of Zn to developing tissues in rice is mediated by a P-type ATPases, OsHMA2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, N., Xia, J. X., Mitani-Ueno, N., Yokosho, K. and Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 162 号: 2 ページ: 927-939
  • DOI: 10.1104/pp.113.216564
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nramp5 is a major transporter responsible for manganese and cadmium uptake in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, A., Yamaji, N., Yokosho, K. and Ma, J. F.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 24 ページ: 2155-2167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the high affinity Zn transporter from Noccaea caerulescens, NcZNT1, and dissection of its promoter for its role in Zn uptake and hyperaccumulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Milner, M. J., Craft, E., Yamaji, N., Koyama, E., Ma, J. F. and Kochian, L. V.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 195 ページ: 113-123
  • 査読あり
• [学会発表] Transporters involved in cadmium accumulation in plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: Development of “Knowledge about Agriculture” through the International Collaboration between the University of Tokyo, Japan and the Southwest University, China
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Physiological and genetic characterization of two rice cultivars differing in Cd accumulation (2014)
  • 著者名/発表者名: 鄧 鋒林・福岡修一・正村純彦・安藤 露・馬 建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Transporters involved in Cd accumulation in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Ma, J. F.
  • 学会等名: 4th Annual Conference on Cost Action FA 0905, Mineral Improved Crop Production for Healthy Food and Feed.
  • 発表場所: オスロ
  • 招待講演
• [学会発表] OsNramp5 is a major transporter for uptake of Mn and Cd in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, A., Yamaji, N., Yokosho, K. and Ma, J. F.
  • 学会等名: XVII International Plant Nutrition Colloquium 2013, Plant Nutrition for Nutrient and Food Security
  • 発表場所: イスタンブール
• [学会発表] 植物のミネラルトランスポーター (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬 建鋒
  • 学会等名: 第53回日本生化学会，中国四国支部例会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Plant transporters for transition metals (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬 建鋒
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] イネOsHMA3過剰発現体の更なる解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬 建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] イネのOsHMA2による亜鉛およびカドミウムの選択的分配機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・夏 継星・馬 建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [備考]
  • URL: http://www.rib.okayama-u.ac.jp/plant.stress/index-j.html
• [備考] www.rib.okayama-u.ac.jp/plant.stress/index.html
• [備考] www.rib.okayama-u.ac.jp/plant.stress/index.html