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2010 年度 実績報告書

イネのカドミウム輸送機構の分子レベルでの解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 10J08989
研究機関東京大学

研究代表者

浦口 晋平  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

キーワード植物 / カトミウム / 輸送体
研究概要

1.成熟葉/節で発現しているイネ輸送体遺伝子の単離とカドミウム輸送能の検証
新規カドミウム輸送体の候補として着目したOsLCT1の細胞内での局在をタバコの培養細胞を用いた発現系で検証した。OsLCT1とGFPの融合タンパク質は,おもに細胞膜マーカーであるFM4-64との共局在を示した。OsLCT1のカドミウム輸送能を酵母を用いたアッセイで検証したところ,OsLCT1にはカドミウムに加えて,カルシウム,カリウムなどの金属を細胞外に排出する活性が認められた。OsLCT1遺伝子の発現解析をマイクロアレイデータの解析とリアルタイムPCRによって行った。玄米へのカドミウム蓄積に重要な出穂期や登熟期に葉身および節において,OsLCT1遺伝子の強い発現が認められた。RNAiによるOsLCT1発現抑制イネを作成するとともに,OsLCT1のT-DNA挿入株などの変異株の単離を行った。現在それぞれのホモ株を育成中である。
2.イネのカドミウム感受性/耐性系統の原因遺伝子の解析
カドミウム耐性系統とコシヒカリのF2を用いたQTL解析を行った。カドミウム耐性に関わる,寄与率が11-17%のQTLを3つ単離した。それぞれのQTLについてF3を得て,解析を進めている。台中65号背景のカドミウム感受性株7系統について,カサラスとのF2を得てマッピングによる原因遺伝子の単離を試みた。しかし,いずれの系統でも表現型と遺伝型との明確な連鎖が認められなかった。現在,日本型イネ品種(日本晴およびコシヒカリ)との掛け合わせによりF1を取得中であり,今後得られた系統を用いて解析を試みる予定である。
3.篩管液を介したカドミウム輸送に関するイネ変異株の単離
台中65号背景の変異株集団(3000系統)から,一次スクリーニングとして実生から得た導管液と地上部のカドミウム含量を測定した。カドミウム含量の低い系統および高い系統をそれぞれ複数選抜した。選抜した系統について自殖種子を多数取得した。またイネの穂首から篩管液を採取,カドミウムを測定する系を確立した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Significant contribution of boron stored in seeds to initial growth of rice seedlings.2011

    • 著者名/発表者名
      Shimpei URAGUCHI
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 340 ページ: 435-442

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物の無機元素の輸送と環境応答ホウ素・ヒ素・カドミウム2011

    • 著者名/発表者名
      神谷岳洋
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 30 ページ: 142-148

  • [雑誌論文] Engineering expression of the heavy metal transporter MerC in Saccharomyces cerevisiae for increased cadmium accumulation2010

    • 著者名/発表者名
      Masako KIYONO
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 86 ページ: 753-759

    • 査読あり
  • [学会発表] イネのカドミウム耐性関連遺伝子の検索と解析2011

    • 著者名/発表者名
      浦口晋平
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] イネ導管液のイオノーム解析に基づいた元素輸送変異株の大規模スクリーニング2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤彰宏
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] A rice transporter involved in Cd accumulation in rice grains2011

    • 著者名/発表者名
      藤原徹
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] OsLCT1の発現制御による玄米へのカドミウム蓄積の抑制2010

    • 著者名/発表者名
      浦口晋平
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] 玄米のカドミウム蓄積に関わるイネのカドミウム輸送体の解析2010

    • 著者名/発表者名
      浦口晋平
    • 学会等名
      第5回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      東京医科大学(東京都)
    • 年月日
      2010-07-10

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公開日: 2012-07-19  

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