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2016 年度 実施状況報告書

環境放射線の生物影響モニタリング可能な植物培養細胞を用いた新規影響評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26340044
研究機関筑波大学

研究代表者

高橋 真哉  筑波大学, 生命環境系, 助教 (80370419)

研究分担者 玉置 雅紀  国立研究開発法人国立環境研究所, 福島支部, 主席研究員 (00311324)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード放射線影響 / 植物 / シロイヌナズナ / カルス / モニター遺伝子
研究実績の概要

本研究では、現在東日本各地で問題となっている、福島第一原発事故由来の野外に放出された放射性物質による低線量放射線を、野外に於いて検出可能なシロイヌナズナ植物培養細胞系を確立し、体細胞相同組み換え頻度を検出することで、in vivoレベルでモニタリングできるシステムの構築を行うことを目的としている。
体細胞相同組み換え頻度を検出可能な改変βグルクロニダーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体よりカルスを作成し、福島県内より採取した汚染土壌上または福島県内の高線量地点に、密封した寒天培地プレート上に移植したカルスを静置する。約30日間曝露を実施した上で、相同組換え頻度の検出を行った。
平成27年度までに、カルスの作成と汚染土壌への曝露による相同組換え頻度検出の可否、定量的検出に適したシロイヌナズナ組換え系統の選択を行った。安定して結果が得られた1415系統由来カルスを用いて、曝露した放射線量依存的に相同組み換え頻度の検出を行った。積算放射線量2.96 mSv相当までの曝露においては、線量依存的に相同組み換え頻度が上昇していることが明らかとなった。
平成28年度は実際に野外の高線量地域での曝露を行なった。平成28年9月29日~10月25日に福島県内の3地点(積算放射線量:0.34, 1.72, 3.47 mSv)にて1415系統由来カルスプレートを設置、曝露し、相同組換え頻度の検出を行った。その結果、線量依存的に相同組み換え頻度が上昇していることが明らかとなり、本システムが野外での放射線モニタリングに利用可能であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成27年度までに、カルスの作成と汚染土壌への曝露による相同組換え頻度検出の可否、定量的検出に適したシロイヌナズナ組換え系統の選択を行い、1415系統由来カルスを用いることで安定な定量的検出が可能であることが示唆された。
今年度は、1415系統由来カルスを用いて、野外における曝露した放射線量依存的に相同組み換え頻度の検出が可能か実験を行った。積算放射線量0.34, 1.72, 3.47 mSv相当の曝露により、線量依存的な相同組み換え頻度の上昇が確認できた。以上のように、改変βグルクロニダーゼ遺伝子を持つラインの定量検出実験系の確立とモニタリング実施については概ね順調に進行している。一方で、改変ルシフェラーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体からのカルス作成については、他業務に時間を取られたこともあり、材料作成に予定より時間がかかっている。

今後の研究の推進方策

平成29年度は、1415系統由来カルスを用いて、線量依存的な相同組み換え頻度の上昇について詳細に確認する。具体的には、野外の高線量地域での曝露について繰り返し実験と、詳細に統計解析を行うことで、放射線モニタリング実験系をより精緻なものとしたい。改変ルシフェラーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体からのカルス作成については、今年度中にはカルス作成を行い、実験系の確立を行いたい。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度は、βグルクロニダーゼ検出に必要な高価な試薬類について、連携研究者がすでに所持していた分でまかなうことができた。そのため他の消耗品の購入を優先したが、すべて安価であったため、次年度使用額が生じた。
旅費については、今年度予定していた国際学会への参加を取りやめたため、想定より少額の使用となった。

次年度使用額の使用計画

平成29年度は、通常実験で使用する消耗品類の他、ルシフェラーゼ検出に必要であるルシフェリンの購入を物品費として使用する予定である。また、野外実験を実施するため、現地への移動のための旅費として使用予定である。各国内学会・国際学会参加費にも、旅費およびその他で計上し、使用予定である。また、これまでの成果を学術論文としてまとめ発表するために、英文校閲費用と論文掲載費をその他で計上し、使用予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Studies on radiation effects from the Fukushima nuclear accident on wild organisms and ecosystems.2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tamaoki
    • 雑誌名

      Global Environmental Research

      巻: 20 ページ: 73-82

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] DNA相同組換え頻度定量可能なモニタリング遺伝子を持つシロイヌナズナカルスは野外における低線量放射線影響の検出に利用できる2017

    • 著者名/発表者名
      高橋真哉, 玉置雅紀
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] 福島県における低線量放射線及び住民避難による野生生物への影響調査2017

    • 著者名/発表者名
      玉置雅紀
    • 学会等名
      平成28年度野生動植物への放射線影響に関する調査研究報告会
    • 発表場所
      虎ノ門法経ホール(東京都港区)
    • 年月日
      2017-02-21
    • 招待講演
  • [学会発表] A study of radiation effects on ecosystem and wildlife in areas affected by the Fukushima accident.2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tamaoki
    • 学会等名
      COMET workshop: Thirty years after the Chernobyl accident what do we know about the effects of radiation on the environment?
    • 発表場所
      Hotel Ukraine (Chernihiv, Ukraine)
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection of low-dose radiation effects by Arabidopsis callus harboring an alternative β-glucuronidase (GUS) reporter gene2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Takahashi, Masanori Tamaoki
    • 学会等名
      Plant Genome Stability and Changes 2016 (PGSC2016)
    • 発表場所
      湘南国際村センター(神奈川県葉山町)
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-10
    • 国際学会
  • [備考] Global Environmental Research誌

    • URL

      http://www.airies.or.jp/ebook/Global_Environmental_Research_Vol.20.pdf

  • [備考] COMET Workshop report(要旨集)

    • URL

      http://www.radioecology-exchange.org/sites/www.radioecology-exchange.org/files/Deliverable_56_COMET_workshop_4_final.pdf

  • [備考] 平成28年度 野生動植物への放射線影響に関する調査研究報告会要旨集

    • URL

      http://www.env.go.jp/jishin/monitoring/results_wl_d170221-1.pdf

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公開日: 2018-01-16  

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