Establishment of a research base for the creation of new technologies that enable crop cultivation in heavy metal-contaminated soil

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究ではトランスクリプトーム解析の結果、グルタチオンに応答して根で発現量が有意に増加し、カドミウム動態への影響が考えられるペクチンメチルエステラーゼ・ディフェンシンなどの機能を解析すること及び根におけるグルタチオン動態の制御機構を明らかにすることでグルタチオンがアブラナ根の細胞壁で選択的にカドミウムの保持を活性化する現象の分子機構の解明を目指している。本研究によって植物根におけるカドミウム保持機構に新たな知見をもたらし、重金属(カドミウム)汚染土壌での作物栽培を可能にする新技術の創出に繋げていきたいと考えている。令和4年度はグルタチオンに応答して発現変動する遺伝子の中でも主にディフェンシンの機能解析に注力した。バイオインフォマティクス解析の結果、発現応答したディフェンシン遺伝子と高い相同性を持つ遺伝子がアブラナには6つ存在していることが明らかになった。現在、それぞれのディフェンシン遺伝子の発現解析を進めている。アブラナ根におけるグルタチオン動態の制御機構の解明するため、根を分画して、グルタチオン代謝に関連するチオール物質の含量及びグルタチオンの酸化還元状態を評価するための実験系を確立した。また、根においてグルタチオン合成能を高めたアブラナを作出する実験にも着手した。複数の系統でグルタチオン合成酵素遺伝子の導入を確認している。加えて、根に部位特異的に与えたグルタチオンはカドミウム以外の重金属元素動態にも影響を及ぼしていることが明らかになった。