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プロテアーゼインヒビターBBI遺伝子によるカドミウム非吸収型作物の創出

使用蛋白酶抑制剂 BBI 基因培育不吸收镉的作物

基本信息

批准号：
19658125
负责人：
矢崎一史
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

我が国で大きな問題として取り沙汰さているものにコメのカドミウム汚染がある。申請者は、植物を用いた環境浄化研究において、カドミウムの浄化技術を模索する過程で、プロテアーゼインヒビターの一種Bowman-Birk protease inhibitor (BBI)に、これまで全く知られていなかった高い重金属耐性を付与する能力があることを見いだした。Coptis japonicaのBBIは重金属以外にも、アルカロイドなど有機系有害物質に対しても耐性を付与する。またこれまでの検討から、BBIタンパク質は分泌されてアポプラストに局在するが、重金属の耐性は輸送機構を中心としていおり、アポプラストにおける金属蓄積機構の解明はほとんど注目されていない。本研究では、BBI遺伝子を「細胞外蛋白質バリア」として用いて、カドミウムの植物内への侵入を防ぐための新しい育種技術の基盤固めを目的とした。今回、カドミウムのアポプラストにおける蓄積を観察・測定する目的で、放射光施設SPring-8で高輝度蛍光X線分析を用いる手法を検討した。材料としては、野生型タバコを用いた。まずタバコの水耕溶液に塩化カドミウム溶液を添加し、一か月間処理した。茎をクライオミクロトームを用いて50_m厚の凍結切片とし、マイラー膜にはさんでサンプルホルダにセットし、凍結状態を維持しながら測定した。蛍光分析用ビームラインBL37XUにおいて、30keVに単色化したX線をK-Bミラーにより1ミクロンのビームをプローブとして、マイクロX線蛍光分析でイメージングを行った。その結果、茎の中心部でのカドミウム濃度は低く、形成層から表皮にかけてカドミウムが蓄積していることが確認された。さらに皮層でのカドミウム分布を1マイクロメータのステップで測定し解析したところ、アポプラストにおけるカドミウムの蓄積を確認した。この手法により、アポプラストにおける微細な金属分布の分析が可能であることが示された。

We have a big problem with pollution. The applicant is interested in the process of modeling chemical technologies for plant applications, including the development of a Bowman-Birk protease inhibitor (BBI), which is fully known for its ability to confer high heavy metal tolerance. Coptis japonica BBI provides resistance to hazardous organic substances other than heavy metals. The heavy metal tolerance transport mechanism is the center of the heavy metal accumulation mechanism. The aim of this study is to prevent the invasion of extracellular proteins in plants by BBI gene, and to establish a new breeding technology for extracellular proteins. This paper discusses the method of detecting and measuring the accumulation of radioactive substances in the system by using SPring-8 and high-intensity X-ray analysis. The material is wild type. The solution is added to the solution and treated for one month. The frozen section with thickness of 50 mm was used to measure the frozen state. BL37 XU for X-ray analysis, 30keV for color conversion, K-B for X-ray analysis, 1 keV for X-ray analysis As a result, it is confirmed that the concentration of calcium in the central part of the stem is low, and the concentration of calcium in the cambium is low. In addition, the distribution of skin quality is determined by measuring the accumulation of skin quality. The analysis of fine metal distribution is possible by this method.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

BBI遺伝子を用いた重金属耐性植物の作出

利用 BBI 基因培育耐重金属植物

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Endo;S.;Shutoh;F.;Dinh;T. L.;Okamoto;T.;Ikeda;T.;Suzuki;M.;Kawahara;S.;Yanagihara;D.;Sato;Y.;Yamada;K.;Sakamoto;T.;Kirino;Y.;Hartell;N. A.;Yamaguchi;K.;Itohara;S.;Nairn;A. C.;Greengard;P.;Nagao;S.;Ito M.;真嶋綾子
通讯作者：
真嶋綾子

Membrane transport of alkaloids and anticancer drugs in plants : specificity and analogy to mammalian cells

植物中生物碱和抗癌药物的膜转运：与哺乳动物细胞的特异性和类比