根圏イメージングを用いたイネのカドミウム輸送の品種間差の解析

Direct imaging of root cadmium uptake in rice cultivars using Cd

鈴井 伸郎; 井倉 将人*; 河地 有木; 石井 里美; 尹 永根; 藤巻 秀; 倉俣 正人*; 安部 匡*; 牧野 知之*; 石川 覚*

Suzui, Nobuo; Igura, Masato*; Kawachi, Naoki; Ishii, Satomi; Yin, Y.-G.; Fujimaki, Shu; Kuramata, Masato*; Abe, Tadashi*; Makino, Tomoyuki*; Ishikawa, Satoru*

本研究では、Cdを含む培地と根を直接撮像する「根圏イメージング」を確立し、イネの根圏におけるCd輸送の品種間差の解析を行った。まず、根圏イメージングに適した放射性トレーサー投与容器を開発した。さらに、PETISの検出器のダイナミックレンジを考慮し、Cdの最適な投与量は視野内に50MBq以下であると推定した。根圏におけるCd輸送のイネ品種間差を解析するために、Cdを地上部に高集積するインディカ型の3品種および対照としてジャポニカ型の3品種を供試植物として用い、PETISによる根圏イメージングを行った。開発した根圏イメージング法により、イネ根圏におけるCdの明瞭な分布画像を得ることに成功した。得られた動画像を詳細に解析した結果、高Cd蓄積イネ品種には、対照品種と比較して、培地から根組織内へCdを吸収する能力は差が認められなかったが、吸収後に根組織内のCdを保持する能力が低いことが明らかとなった。これらの高Cd蓄積イネ品種は、液胞膜上に存在する重金属トランスポーターの機能が欠損していることから、Cdイメージングで見られた根のCdを保持する能力は、液胞内にCdを隔離する能力であることが示唆された。このことにより、遺伝子機能を視覚的かつ定量的に評価できるシステムとして、Cdイメージングが活用できることが実証された。

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