植物に吸収されたカドミウムの器官間における移行抑制に関する分子機構の解析

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これまでに数多くの植物について重金属耐性植物の選抜を行った結果、体内Cd濃度が特異的な分布をする植物がいくつかあることを明らかにした。このような器官における移行抑制機構を明らかにすることができれば、その応用により汚染土壌で栽培しても可食部に有害な重金属を移行しない作物の作成が可能になると考えている。特に野生植物のミゾソバは、Cd耐性でしかも茎特異的なCd集積をすることから、その器官特異的なCd集積と無害化機構の解析を行っている。これまでにミゾソバの茎特異的Cd集積部位が細胞壁と細胞質であること、無害化にニンヒドリン陽性物質が関与していることを明らかにしているがその実体や両者の関係については不明である。そこで集積の実態と無害化物質との関係についてさらに検討を行った。ミゾソバをCd含有水耕液で処理し、Cdを十分に集積させた後に節位毎の細かい部位別Cd分析を行った。その結果、Cdは茎の中でも下位ほど高く、上位にいくほど濃度が低いことが明らかとなった。また、節と節間では、節で高く、場合によっては数1000ppmにも達した。しかし、それほど高濃度Cdを含有する節から出ていても葉中Cd含有率は低いままで、茎から葉へCdを移行しないための仕組みがあると思われる。そこで集積に関与すると思われる細胞壁成分を節位別に分析したところ、Cd含有率の高い下位ほどペクチン量が増加していた。これまでに細胞壁成分の中でもペクチンのCd含有率が高いことを明らかにしており、集積への関与の大きさが推測される。一方、無害化物質と考えているニンヒドリン陽性物質も茎節位別にその存在量を検討したところ、Cd含有率の高い下位の茎、特に節で多く、上位の茎ではあまり多くないことが明らかとなった。今後さらに検討を進め、ニンヒドリン陽性物質の実体を明らかにするとともに移行抑制の仕組みを遺伝子レベルで明らかにしたいと考えている。