Application of trace element solubilizing mechanism in rhizosphere and regulate radioactive cesium uptake

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01169
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: SHINANO TAKURO 北海道大学, 農学研究院, 教授 (20235542)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和崎 淳 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (00374728) ; 海野 佑介 公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 研究員 (00522020) ; 丸山 隼人 北海道大学, 農学研究院, 助教 (10633951) ; 齋藤 隆 福島県農業総合センター, 浜地域農業再生研究センター, 科長 (30504071) ; 尹 永根 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主任研究員 (50609708) ; 渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939) ; 俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 教授 (70179919) ; 若林 正吉 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 主任研究員 (80707654)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 根圏ライブイメージング / 放射性セシウム / 根圏効果

Outline of Final Research Achievements

The short-lived radiocarbon, 11C, is generated as carbon dioxide gas by a cyclotron, collected, and immediately assimilated into the lupin of a legume plant, and a system was constructed to observe the subsequent transfer of 11C to the roots and secretion from the roots to the surrounding soil. The results of the study are shown in Table 1. PET was used for detection. The use of lupin revealed that large amounts of assimilates were secreted from specific root sites (cluster root) into the rhizosphere soil, but not similarly in all cluster roots, and only in certain cluster roots.

Free Research Field

土壌・植物栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来は根圏という領域の概念は明確にあったものの、実際の場所としての定義が困難であった。これを大きく転換する技術の開発に成功した。根圏での物質動態は想定以上に大きく、土壌の無機物、有機物への強い植物からの働きかけが確認された。その一環として土壌中の放射性セシウムの吸収にも関与していることが明らかにされた。農地の放射性物質による汚染は被災から１０年が経過しても問題が残る地域がある。この研究成果は植物による放射性セシウムの吸収メカニズムに関わる内容であり、対策に繋がる。