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2018 年度 実績報告書

イネ属におけるカドミウム耐性の多様性とカドミウム耐性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K07260
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)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードイネ / 野生種 / カドミウム
研究実績の概要

イネ属の野生種は、世界各地の様々な環境に適応して自生しており、有害重金属であるカドミウムに特徴的な適応性を有する可能性が考えられる。イネ属の遺伝変異を広くカバーする系統群を用いてカドミウム耐性を解析した結果、西アフリカおよび南米に自生するO. barthiiとO. latifoliaの中に、カドミウム耐性が高いと考えられる系統が存在することが明らかにがなった。
カドミウム耐性が高いと考えられたO. barthiiとO. latifoliaの系統について、RNAseqによってカドミウム耐性に関わると考えられる遺伝子を網羅的に解析した。O. barthiiの地下部では、解毒やストレス応答、代謝に関係するタンパク質をコードする遺伝子の発現量がカドミウムによって著しく増加しており、カドミウムによって生じる有害物質の解毒作用を高めることでカドミウムによる障害を軽減していることが示唆された。
一方、O. latifoliaのカドミウム耐性系統で特異的に発現していた遺伝子、また、カドミウムによって発現が高まっていた遺伝子は、細胞壁に局在するタンパク質(PeroxidaseやGlycine Rich Protein)をコードしていた。このことから、O. latifoliaでは、細胞壁がカドミウム耐性を高める役割を担っている可能性が示唆された。
O. barthiiで同定した還元酵素の一つ、2-Alkenal reductaseをコードする遺伝子をモデル植物のシロイヌナズナで高発現させたところ、シロイヌナズナのカドミウム耐性が向上することが明らかになった。この酵素は活性酸素を介して産生される有害物質を分解する作用を有すると考えられることから、活性酸素を介した有害物質の生成がカドミウムによる成長抑制の一因となっており、その分解によってカドミウムによる成長抑制が緩和されたものと考えられた。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Genetic diversity of cultivated rice (Oryza sativa L.) and wild rice (Oryza rufipogon Griff.) in Asia, especially in Myanmar, as revealed by organelle markers.2018

    • 著者名/発表者名
      M. Okoshi, T. Nishikawa, H. Akagi, T. Fujimura
    • 雑誌名

      Genetic Resources and Crop Evolution

      巻: 65 ページ: 713, 726

    • DOI

      10.1007/s10722-017-0566-5

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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