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論文

Current situations and discussions in Japan in relation to the new occupational equivalent dose limit for the lens of the eye

横山 須美*; 浜田 信行*; 林田 敏幸*; 辻村 憲雄; 立崎 英夫*; 黒澤 忠弘*; 青天目 州晶*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; et al.

Journal of Radiological Protection, 37(3), p.659 - 683, 2017/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:64.68(Environmental Sciences)

国際放射線防護委員会が2011年に水晶体の職業等価線量限度を下げることを勧告して以来、多くの議論が様々な国々でなされてきた。この論文は、日本における水晶体の放射線防護の現状と新しい水晶体線量限度の潜在的なインパクトに関する議論をとりまとめる。トピックは水晶体線量限度の歴史的変遷、水晶体の職業被ばくの現状(例えば、医療労働者, 原子力労働者、および福島原子力発電所労働者)と測定、生物学的研究および放射線白内障に関する疫学研究の現状を含んでいる。焦点は日本の状況に置かれているが、そのような情報の共有は他の多くの国々にとって有用になると思われる。

報告書

Report of cooperative research programs in the field of ion-beam breeding between Japan Atomic Energy Agency and Malaysian Nuclear Agency (Bilateral Cooperative Research)

Zaiton, A.*; 大野 豊

JAEA-Review 2015-037, 120 Pages, 2016/03

JAEA-Review-2015-037.pdf:15.19MB

本報告書は、「放射線加工処理の分野における研究協力に関するマレーシア政府と日本原子力研究開発機構との間の実施取決め」に基づいて2002年12月から2012年12月にかけて国立研究開発法人日本原子力研究開発機構とマレーシア政府下の研究実施機関であるマレーシア原子力庁により実施された二国間研究協力についてまとめたものである。この間に実施された2つのイオンビーム育種分野における研究プログラム「イオンビームによるランの突然変異誘発」(2002年12月$$sim$$2007年12月)及び「イオンビームによる新規観賞植物品種の作出」(2007年12月$$sim$$2012年12月)の研究活動に加え、付録としてそれぞれの研究プログラムに係わる運営員会の開催状況、イオンビーム照射実験の実施状況、論文・口頭発表リストについて収録した。

論文

Screening of cesium-accumulating mutant of radioresistant bacterium ${it Deinococcus radiodurans}$ by ion beam breeding technology

佐藤 勝也; 上田 涼史郎*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 100, 2016/02

Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Previously, we suggested that ${it Deinococcus radiodurans}$ is the most suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Candidates of Cs-accumulating mutant were screened from the mutagenized cells by ion beam breeding technology on the basis of the luminescent intensity and the cell area as indicators of intracellular Cs level and cell growth, respectively. As a result, we obtained 33 candidates, whose Cs-accumulating abilities were over 2-fold higher than that of the wild-type, from the population of mutagenized cells.

論文

Improvement of symbiotic performance of ${it Sinorhizobium}$ with ${it Vigna marina}$ under high salt conditions using the ion beam mutation breeding

丸山 雄大*; 武田 喜代子*; 友岡 憲彦*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 横山 正*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 99, 2016/02

${it Vigna marina}$ is one of wild legumes, which called as Hamaazuki, are distributed at the vicinity of the coast from tropical to sub-tropical regions and have high salt tolerance among terrestrial plants. ${it V. marina}$ can grow at 400 mM NaCl condition. Furthermore, the root nodules on ${it V. marina}$ have a symbiotic relationship with rhizobia that related to the genus ${it Sinorhizobium}$ having high stress tolerance (500 mM NaCl, 45 $$^{circ}$$C, pH 10.5). Above both symbiotic partners showed extremely high salt tolerance, however, ${it V. marina}$ cannot develop root nodules with ${it Sinorhizobium}$ at over 80 mM NaCl conditions. To improve symbiotic performance of ${it V. marina}$ with ${it Sinorhizobium}$ under high salt conditions, ${it Sinorhizobium}$ bacterial cells were irradiated by carbon ion-beam at TIARA. However, so far, we could not obtain promising mutants having good symbiotic performance with Vigna marina under high salt conditions, yet.

論文

Breeding of high ethanol producing yeast by screening from mutant library

荻野 千秋*; Kahar, P.*; Lee, J. M.*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 近藤 昭彦*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 105, 2016/02

Ethanol fermentation from hydrolyzed lignocellulosic biomass with yeast is very important. However, in common sense, there are several chemical inhibitors for yeast from hydrolyzed biomass. Therefore, screening of yeast strain, possessing the tolerance properties against these chemical inhibitors, should be found from nature resources or mutant libraries. To overcome the problem, we have screened yeast strains tolerant to many chemical inhibitors contained in bagasse sugar lysate (BSL) at high temperature (35 $$^{circ}$$C) from 1500 strains out of national bio-resource center yeast collection. We found that F118 strain could grow and ferment BSL and produce ethanol. For increasing of the yield and ethanol fermentation efficiency of F118 strain, the adaptation of F118 strain to high temperature was conducted, followed by carbon ion beam irradiation. Consequently, we have successfully obtained F118S88 strain as a good candidate for ethanol production from BSL at high temperature.

論文

Accumulation of cesium and its association with intracellular polyphosphate in ${it Deinococcus radiodurans}$

上田 涼史郎*; 佐藤 勝也; 林 秀謙*; 鳴海 一成*; 大野 豊

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 101, 2016/02

It is suggesting a possibility that the polyphosphate granules in cells could accumulate harmful metal ions such as radiocesium to protect the cells from cytotoxicity. In this study, we investigated the accumulation of cesium and its association with intracellular polyphosphate in ${it Deinococcus radiodurans}$ using the gene disruptant and overexpressing strains. The cesium accumulation level in the disruptant and overexpressing strains was compared with that of the wild-type strain. The cesium accumulations in the ${it ppk}$ disruptant and overexpressing strains were slightly decreased and almost same, respectively. Like the intracellular polyphosphate level, the cesium accumulation level was significantly increased in the ${it ppx}$ disruptant strain. These results suggested that the intracellular polyphosphate level was positively correlated with the cesium accumulation level in ${it D. radiodurans}$.

論文

イオンビーム育種により得られた高カプロン酸エチル生産清酒酵母のゲノム配列解析,2

増渕 隆*; 渡口 和樹*; 林 秀謙*; 池永 裕*; 佐藤 勝也; 大野 豊

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 106, 2016/02

We conducted the gene function analysis of the high ethyl caproate producing sake yeast mutant (No.227) generated by ion beam breeding in order to develop a new method for sake yeast screening and find factors contributing the reduced ability to alcohol fermentation. The genome sequences of the No.227 and Kyokai 901 (its parental strain) were determined by a whole-genome shotgun strategy using pyrosequencing method. And the determined sequences were compared with that of the sake yeast strain Kyokai 7, which is characterized by the fermentation properties. Consequently, the No.227 carried mutations in the ${it FAS2}$ and ${it ERR2}$ genes as heterozygous state. It was suggested that these mutations in the ${it FAS2}$ and ${it ERR2}$ genes in the No.227 might be attributed to the high ethyl caproate production and the low alcohol fermentation ability, respectively.

論文

Ion beam breeding of rice for the mutation breeding project of the Forum for Nuclear Cooperation in Asia (FNCA)

田中 淳; 長谷 純宏; 大野 豊; 石川 秀高*; 小池 亜紀*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 96, 2016/02

アジア原子力協力フォーラム(FNCA)は、内閣府/文部科学省が主導する原子力平和利用協力の枠組みであり、その1つの活動として放射線育種プロジェクトがある。イネの突然変異育種の第二期プロジェクト(2013$$sim$$2017)として、バングラデシュ, 中国, インドネシア, 韓国, マレーシア, モンゴル, フィリピン, タイ, ベトナム及び日本の10ヶ国が参加して、「持続的農業のためのイネの品種改良(環境耐性、少肥料多収等)」が実施されている。バングラデシュでは、イオンビームを用いて高収量の新品種が数系統確立され、その内の1品種BINAdhan-14は2013年に品種登録され、実用栽培が開始されている。マレーシアでは、品種MR219への照射に由来する、渇水耐性や病害抵抗性の強い変異系統の選抜に成功し、実用化を予定している。ベトナムでは品種Khang danへの照射により、高収量で耐倒伏性の高い系統を獲得した。

論文

Draft genome sequence of the radioresistant bacterium ${it Deinococcus grandis}$, isolated from freshwater fish in Japan

佐藤 勝也; 小野寺 威文*; 面曽 宏太*; 武田-矢野 喜代子*; 片山 豪*; 大野 豊; 鳴海 一成*

Genome Announcements (Internet), 4(1), p.e01631-15_1 - e01631-15_2, 2016/01

${it Deinococcus grandis}$ was isolated as a gram-negative, red-pigmented, radioresistant, rod-shaped bacterium from freshwater fish. The draft genome sequence of ${it D. grandis}$ ATCC 43672 was 4,092,497 bp, with an average G+C content of 67.5% and comprised of 4 circular contigs and 3 linear contigs that was deposited at DDBJ/EMBL/Genbank under the accession number BCMS00000000. The draft genome sequence indicates that ${it D. grandis}$ possesses a DNA damage response regulator (encoded by ${it pprI}$ homolog) and radiation-desiccation response regulons (${it recA}$, ${it ddrA}$, ${it ddrO}$, ${it pprA}$ and ${it gyrA}$ homologs etc.), which are involved in the unique radiation-desiccation response system in ${it D. radiodurans}$. As it is for ${it D. radiodurans}$, ${it D. grandis}$ seems to employ the same radioresistant mechanisms. In future, the draft genome sequence of ${it D. grandis}$ will be useful for elucidating the common principles of the radioresistance based on the extremely efficient DNA repair mechanisms in Deinococcus species by the comparative analysis of genomic sequences.

論文

植物の突然変異と育種

大野 豊; 横田 渉

加速器, 12(4), p.189 - 192, 2016/01

Ion beams are useful tools for induced mutagenesis and breeding of plants. They are characteristic of high linear energy transfer and distinct from $$gamma$$-rays or electron beams; wider mutation spectrum, higher mutation frequency, and higher rate of large insertion or deletion on DNA. Not only more than 30 newly registered plant varieties but also new valuable microorganisms have been generated by ion beams accelerated by the AVF cyclotron in TIARA. Developing effective methods to isolate mutants with specific traits is a future challenge.

論文

${it Arabidopsis pab1}$, a mutant with reduced anthocyanins in immature seeds from $$banyuls$$, harbors a mutation in the MATE transporter $$FFT$$

北村 智; 大野 豊; 鳴海 一成*

Plant Molecular Biology, 90(1-2), p.7 - 18, 2016/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:27.67(Biochemistry & Molecular Biology)

種皮にプロアントシアニジンに代わってアントシアニンを蓄積するシロイヌナズナ変異体banを用いて、イオンビームによる変異誘発を実施し、未熟種子におけるアントシアニン量の変化した変異体選抜を行うことで新規変異体pab1を得た。pab1はアントシアニン量が低下しているもののその合成酵素遺伝子の発現は正常であることがわかった。map-based cloningによってpab1変異体ではMATE型輸送体であるFFT遺伝子に変異が生じていることが明らかとなった。pab1変異体にFFT遺伝子を導入するとアントシアニン量が復帰したこと、FFT遺伝子が種皮のフラボノイド蓄積細胞層で発現していること、FFTタンパク質が液胞の膜に局在することから、FFTはアントシアニンの液胞蓄積のために液胞膜で機能していると考えられた。今回実施した変異体選抜を用いると、従来の変異体選抜では見つからないようなアントシアニン関連変異体が得られる可能性が示唆された。

論文

水晶体の放射線防護に関する専門研究会追加報告,2; いつどのように$$beta$$線3ミリメートル線量当量を測定・評価すべきか?

赤羽 恵一*; 飯本 武志*; 伊知地 猛*; 岩井 敏*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; 黒澤 忠弘*; 立崎 英夫*; 辻村 憲雄; et al.

保健物理, 50(4), p.257 - 261, 2015/12

光子と$$beta$$線の混合フィールドでは、皮膚に割り当てられた同じ線量は、$$H_{rm p}$$(3)の保守的な推定として水晶体への線量に一般に割り当てられる。しかしながら、線量限度と同じオーダーの非常に高い$$beta$$線量が与えられるかもしれない例外的なケースでは、その保守的にバイアスのかかった線量はあまりにも制限的であり、$$H_{rm p}$$(3)の正確な評価は望ましい。この記事は、$$beta$$$$H_{rm p}$$(3)の線量測定をどんなときに、どのようにしてなすべきかについて実用的な提案をする。

論文

イオンビーム育種技術による植物・微生物のセシウム吸収特性の改変

大野 豊; 長谷 純宏; 佐藤 勝也; 野澤 樹; 鳴海 一成*

放射線と産業, (138), p.17 - 20, 2015/06

イオンビーム育種技術は、近年植物や微生物の改変に活発に利用され、有用品種の作出に成果をあげている。東京電力福島第一原子力発電所の事故対応のためにイオンビーム育種でなにができるのか。日本原子力研究開発機構量子ビーム応用センターでは、高崎量子応用研究所のサイクロトロンを利用し、セシウム高・低吸収植物やセシウム高濃縮菌の開発に取り組み、変異体の候補を得ることに成功した。

論文

Metabolome analysis of leaves of ${it Rumex obtusifolius}$ L. irradiated with ion beams

宮城 敦子*; 北野 沙也佳*; 大野 豊; 長谷 純宏; 川合 真紀*; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 114, 2015/03

${it Rumex obtusifolius}$ (Polygonaceae) is a weed, which spreads all over the world. It contains amino acids and ascorbate (Vitamin C) more than other edible ${it Rumex}$ species (Miyagi et al., 2010). On the other hand, it highly accumulates soluble oxalate, which causes renal syndrome for vertebrates. Thus we aimed to lower oxalate contents in R. obtusifolius that can be used as a pasture by radiation breeding. In the present study, plant seeds irradiated with several doses of carbon ion beams ($$^{12}$$C$$^{6+}$$) were used to analyze effects of the radiation to oxalate contents and other metabolites using capillary electrophoresis-mass spectrometry (CE-MS). Results showed that the oxalate contents of leaves were increased by the irradiation of ion beams on the contrary to the case of the irradiation with $$gamma$$ rays. High oxalate plants tended to contain high levels of organic acids. Amino acids and phosphorylated organic acids were decreased in these plants.

論文

Screening of salt tolerant mutants regenerated from irradiated stem segments of Lombardy poplar (${it Populus nigra}$)

Biswas, K. K.*; 長谷 純宏; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 113, 2015/03

Species of the genus ${it Populus}$ are ecologically important trees and often serving as a vegetative pioneer species because of their fast growth rates. The rapid growth of poplar is dependent on access to sufficient water in plantation sites and this is problematic. To overcome this problem, a forward genetics approach has been taken for developing salt/drought tolerant mutants by combination of radiation mutagenesis and in vitro regeneration in ${it Populus}$. Previously we screened regenerated ${it Populus nigra}$ shoots regenerated from stems exposed with cobalt-60 source of $$gamma$$ rays and isolated two mutant candidates named ${it g1}$ and ${it g5}$. Only about 25% stem segments of both lines produced roots in RIM with 75 mM NaCl. The low frequency in root production in NaCl medium may be attributed to that these plants are chimeric. We also successfully obtained at least 2 salt tolerant candidates regenerated from stem segments irradiated with 320 MeV $$^{12}$$C$$^{6+}$$ ion beams.

論文

Development of new ${it Chrysanthemum Morifolium}$ pink mutants through ion beam irradiation

Zaiton, A.*; Affrida, A. H.*; Shakinah, S.*; Nurul Hidayah, M.*; 長谷 純宏; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 108, 2015/03

Developing new varieties of chrysanthemums is one of the emphases in Malaysian floriculture research as chrysanthemum is recognized as among the most important cut flower export for Malaysia. A combination of ion beam irradiation and ${it in vitro}$ organ culture techniques is very efficient in generating new ornamental varieties with novel traits and wider mutation spectrum. Therefore, in this project, ray floret cultures of pink chrysanthemum variety were irradiated at various doses with 320 MeV $$^{12}$$C$$^{6+}$$ ions, regenerated into plantlets and screened for morphological variations with an ultimate aim to produce mutants with useful horticultural traits. A series of screening was carried out at Nuclear Malaysia's glasshouse and MARDI Cameron Highlands. The mutants were selected and characterized morphologically. Based on these screenings, three mutants were identified based on their distinct flower and/or plant characteristics.

論文

Alteration of segregation ratio suggests complex structural alteration of DNA induced by high-LET ion beams

長谷 純宏; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 106, 2015/03

大規模欠失を含む染色体の構造変化は、減数分裂過程での異常を引き起こすこと等により、後代への伝達を抑制すると考えられる。本研究では、突然変異の後代への伝達性のLET依存性に関する知見を得るため、葉の表面等の毛状突起の発達に必須である${it GL1}$遺伝子を指標として、照射した個体の後代における変異体の分離比を調査した。照射を行わなかった場合、材料であるシロイヌナズナの野生株と${it GL1}$遺伝子の変異株である${it gl1-1}$変異株を交配して得たF1種子の自殖後代では、野生型個体と無毛変異体は3対1の割合で出現すると期待される。平均LETが30keV/$$mu$$mのHeイオン、113keV/$$mu$$mのCイオン及び352keV/$$mu$$mのNeイオンを比較した場合、Neイオンでは系統毎の分離比の分布が期待値から大きく外れる個体が顕著に多く、高LETのイオンビームでは複雑な染色体の構造変化が起きていることが示唆された。

論文

Ion beam breeding of rice for the mutation breeding project of the Forum for Nuclear Cooperation in Asia (FNCA)

田中 淳; 長谷 純宏; 大野 豊; 石川 秀高*; 小池 亜紀*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 107, 2015/03

アジア原子力協力フォーラム(FNCA)は、内閣府/文部科学省が主導する原子力平和利用協力の枠組みであり、その活動の1つとして放射線育種プロジェクトがある。本プロジェクトでは、イネの突然変異育種を共通のテーマとして現在活動を展開している。2013年度から「持続的農業のためのイネの品種改良(環境耐性、少肥料多収等)」をテーマとし、10か国が参加して新たなプロジェクトが開始された。これまでの主要な成果として、バングラデシュでは、品種BRRIdhan29への炭素イオンの40Gy照射により、穂長が長く、多収の変異体を獲得した。インドネシアでは、炭素イオンの10Gyまたは20Gy照射により、早生で多収であるIB-3などの6系統の変異体を獲得した。マレーシアでは、品種MR219から、早生,穂数,千粒重,収量などに関する31の変異系統を獲得した。また、ベトナムでは、品種BacthomやKhandanへの照射により、収量や芳香に関する変異体の選抜を行っている。

論文

Isolation of carbon ions-induced mutants in ${{it Arabidopsis thaliana}}$ exhibiting different anthocyanin accumulation patterns

北村 智; 大野 豊; 鳴海 一成*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 72, 2015/03

イオンビームは新しい変異体を誘発するのに効果的である。既存のイオンビーム変異体に対するイオンビーム再照射は、イオンビームがゲノムの一部のみを改変する特徴を活かした変異誘発法で、植物の形質を一歩ずつ改変していくのに有効である。今回、シロイヌナズナにおいてイオンビーム照射法を適用し、従来法では得られないような色素蓄積変異体の選抜を行った。

論文

Development of cesium-accumulating bacteria by ion beam breeding technology

佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 117, 2015/03

Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. We investigated which members are better suited for Cs-accumulation in the genus ${it Deinococcus}$ (${it D. radiodurans}$, ${it D. grandis}$, ${it D. proteolyticus}$, ${it D. radiopugnans}$, ${it D. geothermalis}$ and ${it D. murrayi}$) exhibit extraordinary radioresistant. The Cs concentration in the ${it Deinococcus}$ cells exhibited over 4-fold compared with that of the ${it E. coli}$ by atomic absorption spectrometer analysis. This result suggested that ${it D. radiodurans}$ and ${it D. grandis}$ are best two suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology.

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