蘚苔類の多様性を利用した重金属回収と環境浄化の効果的方法の研究開発

利用苔藓植物多样性研究开发重金属回收和环境净化的有效方法

• 批准号: 15F15079
• 负责人: 榊原 均
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15079/
• 关键词: ゼニゴケ; 重金属耐性; トランスクリプトーム; カドミウム; 重金属蓄積; 蘚苔類; ファイトレメディエーション

はじめにゼニゴケの重金属に対する耐性度合いと体内での蓄積様式の評価を行ったところ、Cd, Cu, PbおよびZnの植物体内での蓄積分布様式と耐性度合いはそれぞれ異なることが明らかになった。Cdは植物体内における移動性が高く、植物のより若い領域（細胞分裂を盛んに行う部位）に容易に移動し大量に蓄積されており、その分布特性により強い毒性を示した。一方、Pbは蓄積量が低く、また植物体内の移動も起こりにくく、毒性も最も低かったことから、ゼニゴケはPbに対して耐性をもっていることがわかった。 CuおよびZn処理はCdとPbの中間的な応答を示した。以上の解析から、重金属に対する耐性とその金属の蓄積量および体内での移動度には負の相関があることがわかった。換言すれば、ゼニゴケは体内から細胞外に金属を排出することで、吸収した重金属の体内での移動を避け、特に若く細胞分裂を繰り返す組織への蓄積を抑えることで毒性の効果を最小限に抑えていると考えられた。次に重金属の中で最も高い毒性を示したCdについて、その毒性に対する応答機構のしくみを知るためにCdに対する応答様式のトランスクリプトーム解析を行った。その結果、Cd処理により529個の遺伝子の発現が有意に変動することを同定した。 オントロジー解析により、Cdストレスは酸化的代謝に関わる遺伝子や輸送に関連する遺伝子の発現に影響を及ぼしていた。また、興味深いことに、このストレスはジャスモン酸とサリチル酸の生合成経路に関わるいくつかの遺伝子の発現に対し、強い影響を与えていた。この生物学的な意義について明確にすることはできなかったが、これらのホルモンはゼニゴケのCdストレス応答におけるシグナル伝達の情報分子として重要な役割を果たしているのかもしれない。また、抗酸化防御に関与するフラボノイドの合成に関わる遺伝子群が正に制御されていることが見出された。

Heavy metals は じ め に ゼ ニ ゴ ケ の に す seaborne る degree of patience and い と body で の accumulation others type の review 価 を line っ た と こ ろ, Cd, Cu, Pb お よ び zinc の plants で の reservoir distribution others type と degree of patience and い は そ れ ぞ れ different な る こ と が Ming ら か に な っ た. Cd は plants に お け る high mobility が く, plant の よ り if い area (cell division を sheng ん に line う) に easy に mobile し accumulation of a large number of に さ れ て お り, そ の distribution に よ り を and shown strong い toxicity し た. Side, low volume Pb は が く, ま た plants の mobile も こ り に く く, low toxicity も most も か っ た こ と か ら, ゼ ニ ゴ ケ は Pb に し seaborne て patience を も っ て い る こ と が わ か っ た. The な応 answer を in the middle of CuおよびZn processing CdとPb shows た. Above の parsing か ら, heavy metal に す seaborne る patience と そ の metal の volume お よ び body で の mobile degrees に は negative の phase masato が あ る こ と が わ か っ た. In speech す れ ば, ゼ ニ ゴ ケ は body か ら extracellular に metal を discharge す る こ と で, suck 収 し た の of heavy metals in vivo で の mobile を け avoidance, if に く cell division を Qiao り return す organization へ の accumulation を え suppression る こ と で toxicity の unseen fruit を minimum に え suppression て い る と exam え ら れ た. Time に heavy metals found in the most も で の を い toxicity in し た Cd に つ い て, そ の toxicity に す seaborne る 応 answer institutions の し く み を know る た め に Cd に す seaborne る 応 answer others type の ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing line を っ た. The results of そ そ, Cd processing によ, and 529 cultural relics 伝 sub-projects showed が intentional に changes, する する とを, and fixed changes た. オ ン ト ロ ジ ー parsing に よ り, Cd ス ト レ ス は acidification of metabolic に masato わ る posthumous son 伝 や conveying に masato even す る posthumous son 伝 の 発 に influence を and now ぼ し て い た. Interests deep い ま た, こ と に, こ の ス ト レ ス は ジ ャ ス モ ン acid と サ リ チ の ル acid biosynthesis 経 road に masato わ る い く つ か の posthumous son 伝 の 発 now に し, strong い influence を and seaborne え て い た. こ の な significance of biology に つ い て clear に す る こ と は で き な か っ た が, こ れ ら の ホ ル モ ン は ゼ ニ ゴ ケ の Cd ス ト レ ス 応 answer に お け る シ グ ナ ル 伝 da の intelligence molecular と し て important な "を cut fruit た し て い る の か も し れ な い. ま た, resist acidification defense に masato and す る フ ラ ボ ノ イ ド の synthetic に masato わ る heritage 伝 subgroup が is に suppression さ れ て い る こ と が shows さ れ た.

项目成果

The accumulation of iron at the basal portion of the shoot of an acidophilic liverwort, Jungermannia vulcanicola (Schiffn.) Steph.

铁在嗜酸性苔类地草（Jungermannia vulcanicola (Schiffn.) Steph.）芽基部的积累。

• 发表时间: 2015
• 期刊: Hikobia
• 作者: Itouga;M.;Kato;Y.;Ares;A.;Nomura;T. Sakakibara;H.
• 通讯作者: H.

Heavy metal (Cd, Cu, Pb and Zn) accumulation, distribution and tolerance in the liverwort Marchantia polymorpha

地钱中重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）的积累、分布及耐受性

• 发表时间: 2016
• 作者: Angela Ares;Misao Itouga;Yukari Kato;Hitoshi Sakakibara
• 通讯作者: Hitoshi Sakakibara

Identification of key enzimatic genes responsive to Cd stress in the basal plant Marchantia polymorpha L.

基础植物地钱中响应镉胁迫的关键酶基因的鉴定。

• 发表时间: 2016
• 作者: Angela Ares;Takatoshi Kiba;Hitoshi Sakakibara
• 通讯作者: Hitoshi Sakakibara