研究概要 |
酵母(Saccharomyces cerevisiae)のメタロチオネイン(MT)合成遺伝子CUP1をBiomassの大きいいくつかの植物に導入して重金属耐性植物を作成し、重金属存在下で生育させ、その吸収能を検討し、最終的にはファイトレメディエーションに供する植物の分子育種を試みた。本研究では、このCUP1遺伝子をBiomassの大きいヒマワリ(Helianthus annuus)やカラシナ(Brassica juncea)に導入して遺伝子組換えヒマワリとカラシナを作製した。 この重金属耐性能を付与した遺伝子組換えヒマワリは、培養細胞レベルでは顕著なカドミウム(Cd)耐性を示したが、組換え培養細胞からの個体再生が困難であった。 一方、CUP1遺伝子を導入したカラシナ培養細胞からは、比較的容易に個体再生系を得ることができた。この遺伝子組換えカラシナについて、CdCl2を50,200,400μM含有する水耕液で栽培し、非組換えカラシナの実生苗と比較したところ、非組換えカラシナはいずれも数日で枯死したが、組換えカラシナは30日間も生育できた。この時の地上部Cd含有率は約3,000mgKg^<-1>と高濃度であった。 また、Cdを2mgKg^<-1>および20mgKg^<-1>含有する黒ボク土と砂質土で栽培したところ、Cd20mgKg^<-1>含有する砂質土では非組換えカラシナはCd誘導性鉄欠乏クロロシスか顕著に発生したが、組換えカラシナは正常に生育した。 一方、黒ボク土では両者に外見的な差異は見られなかった。また、この植物の体内Cd含有率を側定したところ、黒ボク土<砂質土であったが、いずれの土壌でも組換えカラシナの方がCd含有率が高く、特に砂質土では組換えカラシナのCd含有率は約5002mgKg^<-1>と顕著に高かった。さらに、この遺伝子組換えカラシナの中で、Cd耐性の高い株について、自家受粉によって種子の採取を行って12系統の種子を得た。
|