植物の重金属リスク制御因子群の網羅的解析

本研究では、重金属汚染された土壌の浄化に効果があるファイトレメディエーション法の改良と、重金属吸収が抑制された農作物の育成の2つの方向性を念頭に、そうした技術確立のために必要な植物の重金属リスク制御因子遺伝子群を単離することを目的とした。目的遺伝子群のスクリーニングは(1)酵母の系と(2)植物を用いた系を組み合わせて網羅的に行った。また、スクリーニングによって選抜された遺伝子が植物体でどのように重金属毒性の低減化に寄与しているか考察した。(1)酵母の系を用いたスクリーニングでは、シロイヌナズナやイネ、ハイパーアキミュレータとして知られるバクサンハタザオ由来のcDNAライブラリースクリーニングを行った。バクサンハタザオcDNAライブラリースクリーニングでは、新規遺伝子AhLTPを発見した。AhLTPおよびシロイヌナズナ内の5つのホモログの遺伝子産物は共通して8つのシステイン残基を保有していた。(2)植物を用いた系のスクリーニングではまず、シロイヌナズナの96種類のエコタイプを用い、Cdと5価のAsに対する応答性を検討した。Cd及びAs(V)それぞれに対する反応性の間に相関関係を認めることは出来ず、CdとAs(V)へリスク低減を与える因子群は大きく異なることが強く示唆された。また、5価のAsにおいて、マッピングの結果、2番染色体上にAs(V)耐性遺伝子が存在する可能性が高まった。本研究では、もう一つ、イネcDNAがランダムに高発現しているシロイヌナズナ種子プールであるFOXハンティングラインを用いてCd耐性ラインのスクリーニングも行った。このスクリーニングでOsNRAMP6が候補遺伝子の一つとして選抜された。OsNRAMP6は5つの転写バリアントを持つが、今回選抜したラインの中では、その中の一つOsNRAMP6-4のcDNAを含んでいた。GFP融合法により、OsNRAMP6-4は細胞質膜に局在していることを確認した。また、Cdに対し発現レベルで応答することも明らかとなった。

本研究では、重金属汚染された土壌の浄化に効果があるファイトレメディエーション法の改良と、重金属吸収が抑制された農作物の育成の2つの方向性を念頭に、そうした技術確立のために必要な植物の重金属リスク制御因子遺伝子群を単離することを目的とした。目的遺伝子群のスクリーニングは(1)酵母の系と(2)植物を用いた系を組み合わせて網羅的に行った。また、スクリーニングによって選抜された遺伝子が植物体でどのように重金属毒性の低減化に寄与しているか考察した。(1)酵母の系を用いたスクリーニングでは、シロイヌナズナやイネ、ハイパーアキミュレータとして知られるバクサンハタザオ由来のcDNAライブラリースクリーニングを行った。バクサンハタザオcDNAライブラリースクリーニングでは、新規遺伝子AhLTPを発見した。AhLTPおよびシロイヌナズナ内の5つのホモログの遺伝子産物は共通して8つのシステイン残基を保有していた。(2)植物を用いた系のスクリーニングではまず、シロイヌナズナの96種類のエコタイプを用い、Cdと5価のAsに対する応答性を検討した。Cd及びAs(V)それぞれに対する反応性の間に相関関係を認めることは出来ず、CdとAs(V)へリスク低減を与える因子群は大きく異なることが強く示唆された。また、5価のAsにおいて、マッピングの結果、2番染色体上にAs(V)耐性遺伝子が存在する可能性が高まった。本研究では、もう一つ、イネcDNAがランダムに高発現しているシロイヌナズナ種子プールであるFOXハンティングラインを用いてCd耐性ラインのスクリーニングも行った。このスクリーニングでOsNRAMP6が候補遺伝子の一つとして選抜された。OsNRAMP6は5つの転写バリアントを持つが、今回選抜したラインの中では、その中の一つOsNRAMP6-4のcDNAを含んでいた。GFP融合法により、OsNRAMP6-4は細胞質膜に局在していることを確認した。また、Cdに対し発現レベルで応答することも明らかとなった。