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
抑制植物吸收镉在器官间转移的分子机制分析
基本信息
- 批准号:14760040
- 负责人:
- 金额:$ 2.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
- 财政年份:2002
- 资助国家:日本
- 起止时间:2002 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
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。
我们从大量的植物中筛选出耐重金属的植物,结果发现有些植物体内的Cd浓度存在特定的分布。我们相信,如果我们能够阐明抑制这些器官中金属转移的机制,我们将能够应用这些知识来创造即使在受污染的土壤中生长也不会将有害重金属转移到其可食用部分的作物。特别是野生植物Lava japonica具有Cd抗性,并且以茎特异性方式积累Cd,因此我们正在分析其器官特异性Cd积累和解毒机制。迄今为止,已揭示沟荞麦茎特异性Cd积累位点位于细胞壁和细胞质,茚三酮阳性物质参与解毒,但该物质的实际性质与其中两个仍不清楚。因此,我们进一步研究了实际积累状态与解毒物质之间的关系。用含镉水培液处理日本荞麦并积累足够的镉后,对每个节点进行了详细的镉分析。结果表明,茎下部Cd浓度较高,茎上部Cd浓度较低。此外,节部和节间的浓度较高,有时达到数千ppm。然而,即使来自含有如此高浓度镉的节点,叶子中的镉含量仍然很低,并且似乎存在一种机制可以阻止镉从茎转移到叶子。当我们分析被认为参与节点积累的细胞壁成分时,我们发现Cd含量越低,果胶含量越高。我们之前已经证明细胞壁成分中果胶的Cd含量很高,我们推测它在果胶的积累中起着很大的作用。另一方面,当我们按茎节位置检查茚三酮阳性物质(被认为是无害物质)的丰度时,我们发现它们在Cd含量高的下部茎中丰富,特别是在节中,而不是在茎节中。它变成了上茎。今后,我们希望进行进一步的研究,以阐明茚三酮阳性物质的实质,并阐明在基因水平上抑制迁移的机制。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fumie Shinmachi, Yuki Kumanda, Akira Noguchi, Isao Hasegawa: "Translocation and accumulation of cadmium in cadmium-tolerant Polygonum thunbergii"Soil Science and Plant Nutrition. 49巻・3号. 355-361 (2003)
Fumie Shinmachi、Yuki Kumanda、Akira Noguchi、Isao Hasekawa:“耐镉蓼中镉的转运和积累”《土壤科学与植物营养》第 49 卷,第 3. 355-361 期(2003 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Fumie Shinmachi, Yuki Kumanda, Akira Noguchi, Isao Hasegawa: "Stem-specific cadmium accumulation in cadmium-tolerant Polygonum thunbergi"Soil Science and Plant Nutrition. 49巻・3号. 363-368 (2003)
Fumie Shinmachi、Yuki Kumanda、Akira Noguchi、Isao Hasekawa:“耐镉蓼的茎特异性镉积累”《土壤科学与植物营养》第 49 卷,第 3 期。363-368 (2003)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Fumie Shinmachi: "A Stem Specific Cadmium Accumulation Mechanism in Cadmium Tolerant Plant Polygonum thunbergii H.Gross"Soil Science and Plant Nutrition. 49巻(in press). (2003)
Fumie Shinmachi:“耐镉植物Polygonum thunbergii H.Gross 中的茎特异性镉积累机制”《土壤科学与植物营养》第49 卷(印刷中)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Cd accumulation from Cd contaminated soil by the Cd-tolerant plant Polygonum thunbergii.
耐镉植物蓼从镉污染的土壤中积累镉。
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:F.Shinmachi;Y.Kumanda;T.Shigehiro;A.Noguchi;I.Hasegawa
- 通讯作者:I.Hasegawa
Fumie Shinmachi: "Translocation and Accumulation of Cadmium in Cadmium Tolerant Polygonum thunbergii H.Gross"Soil Science and Plant Nutrition. 49巻(in press). (2003)
Fumie Shinmachi:“耐镉蓼中镉的易位和积累”土壤科学和植物营养第 49 卷(印刷中)。
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