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From laboratory to field; ${it OsNRAMP5}$-knockdown rice is a promising candidate for Cd phytoremediation in paddy fields

高橋 竜一*; 石丸 泰寛*; Shimo, H.*; Bashir, K.*; 瀬野浦 武志*; 杉本 和彦*; 小野 和子*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; et al.

PLOS ONE (Internet), 9(6), p.e98816_1 - e98816_7, 2014/06

 被引用回数:51 パーセンタイル:87.7(Multidisciplinary Sciences)

Previously, we reported that OsNRAMP5 functions as a manganese, iron, and cadmium (Cd) transporter. The shoot Cd content in ${it OsNRAMP5}$ RNAi plants was higher than that in wild-type (WT) plants, whereas the total Cd content (roots plus shoots) was lower. For efficient Cd phytoremediation, we produced ${it OsNRAMP5}$ RNAi plants using the natural high Cd-accumulating cultivar Anjana Dhan (A5i). Using a positron-emitting tracer imaging system, we assessed the time-course of Cd absorption and accumulation in A5i plants. Enhanced $$^{107}$$Cd translocation from the roots to the shoots was observed in A5i plants. To evaluate the phytoremediation capability of A5i plants, we performed a field experiment in a Cd-contaminated paddy field. The biomass of the A5i plants was unchanged by the suppression of ${it OsNRAMP5}$ expression; the A5i plants accumulated twice as much Cd in their shoots as WT plants. Thus, A5i plants could be used for rapid Cd extraction and the efficient phytoremediation of Cd from paddy fields, leading to safer food production.


Noninvasive analysis of photoassimilate translocation in tomato leaves under the dark condition by using $$^{11}$$CO$$_{2}$$ and a positron-emitting tracer imaging system

諏訪 竜一*; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 藤巻 秀; 松橋 信平; 藤田 耕之輔*; 河地 有木

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 109, 2008/11

Recently, Kawachi et al. (2006) established a method for the kinetic analysis of $$^{11}$$CO$$_{2}$$ for studying photoassimilate transport in a leaf, using PETIS. The method quantitatively analyzes the photoassimilate transport under various light conditions. However, it is important to analyze photoassimilate transport under both dark and light conditions because leaves transport carbon under both these conditions (Mullen et al., 1988). In the present study, we developed a new method to analyze photoassimilate translocation, using PETIS, and $$^{11}$$CO$$_{2}$$. This novel method clarified the mechanism underlying photoassimilate translocation from a leaf under the dark condition by noninvasive, repeated imaging experiments, using the same specimen.


Use of positron-emitting tracer imaging system for measuring the effect of salinity on temporal and spatial distribution of $$^{11}$$C tracer and coupling between source and sink organs

諏訪 竜一*; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 阪本 浩一*; Nguyen, N. T.*; 実岡 寛文*; Mohapatra, P. K.*; Moghaieb, R. E.*; et al.

Plant Science, 175(3), p.210 - 216, 2008/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:46.06(Biochemistry & Molecular Biology)

Salinity stress affects photosynthate partitioning between sources and sinks of plants, but how it affects on these systems is less understood. Because sources and sinks are closely knitted, any adverse effect under sub-optimal condition on one part is often misinterpreted for the other. Knowledge on regulation of carbon partitioning is indispensable for stress resistance and good plant growth. In the present study, alteration of carbon partitioning in tomato plants (lycopersicon esculentum L. cv. Momotarou) under saline (NaCl) environment was studied by feeding radioactive $$^{11}$$C and stable $$^{13}$$C isotopes. Pulse chases were conducted for measuring spatial and temporal distributions of $$^{13}$$C. $$^{13}$$C was measured by standard conventional technique, but $$^{11}$$C distribution was monitored using by PETIS. Salt stress resulted in reduced carbon translocation towards roots. Majority of the photosynthate accumulated in the leaf. We have also observed that the reduction in translocation of carbon occurred well before salt stress symptoms of reduced photosynthesis and plant growth in salt exposed plants. The effect on sink activity also showed by decrease in stem diameter and reduced photosynthetic activity. In addition, PETIS analysis of $$^{11}$$C translocation indicates that carbon translocation to roots was inhibited under salt conditions without direct effect of leaf Na accumulation and osmotic stress These results suggest that NaCl has direct effects on plants inhibiting carbon partitioning within few hours of salt solution exposure without inhibition of source activity.



諏訪 竜一*; 石井 里美; 河地 有木; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; 須藤 広行*; 松橋 信平; 藤田 耕之輔*

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 123, 2007/02

Carbon is an indispensable nutrition source for crop. Until now, it has been impossible to measure carbon fixation and translocation simultaneously in real time repeatedly in intact plant. Using the technologies of PETIS, we are able to visualize the real time fixation and translocation of carbon in tomato plant. We used $$^{11}$$CO$$_{2}$$ to monitor localization of fixed $$^{11}$$C in leaf.


$$^{18}$$F used as tracer to study water uptake and transport imaging of a cowpea plant

中西 友子*; 田野井 慶太朗*; 横田 はる美*; Kang, D.-J.*; 石井 龍一*; 石岡 典子; 渡辺 智; 長 明彦; 関根 俊明; 松橋 信平; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 249(2), p.503 - 507, 2001/08

マメ科の植物の中できわめて乾燥に強いと考えられるササゲ($it {Vigna unguliculata Walp.}$)を用いて水分吸収の計測を行った。ササゲは茎の下部に乾燥に耐えるための水分保持組織を発達させていると考えられている植物である。われわれは、中性子ラジオグラフィの手法を用いてこの組織が他の茎よりも水分量が多いことを確認した。またサイクロトロンによって製造された$$^{18}$$F標識水を用いてPETIS法によりササゲの水分吸収動態を測定した。インゲンマメとササゲで水分吸収を比較すると、乾燥処理でもササゲのほうが高い水分吸収活性を維持していることが示され、より乾燥に強い性質を有していることが示唆された。


Development of a sub-micron ion beam system in the keV range

石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 小嶋 拓治; 田中 隆一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.71 - 77, 2001/07

 被引用回数:13 パーセンタイル:67.24(Instruments & Instrumentation)




石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 田中 隆一*

JAERI-Conf 2000-019, p.117 - 120, 2001/02




石井 保行; 磯矢 彰*; 田中 隆一

F-113-'98/NIES, p.105 - 108, 1998/00

超マイクロイオンビーム形成技術の開発ではビーム径0.1$$mu$$m以下を目標としたマイクロビーム形成装置を開発している。この装置はイオン源、加速レンズ及びビーム径測定系の三つの部分から構成されている。イオン源はデュオプラズマトロン型で、低エネルギー、かつエネルギー幅の狭いビームを発生する。加速レンズは電場の侵み出しによる単孔レンズ効果を利用したレンズで、これを二段階に組み合わせることで大きな縮小率を得る。ビーム系の測定には ナイフエッジ法を採用し、先端厚が0.1$$mu$$m以下のナイフエッジを製作した。これらの部分を一つにまとめることで超マイクロイオンビーム装置の組み立てはほぼ完了した。現在、イオン源及び初段のビーム加速実験を行っている。発表は超マイクロイオンビーム装置の概要、イオン源からの発生電流量及び初段加速レンズでのビーム加速実験について行う。


Low-energy ion source characteristics for producing an ultra-fine microbeam

石井 保行; 田中 隆一; 磯矢 彰*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 113(1-4), p.75 - 77, 1996/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:77.94(Instruments & Instrumentation)




神谷 富裕; 須田 保*; 石井 保行; 齋藤 勇一; 田中 隆一

BEAMS 1994: 第5回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演論文集, p.15 - 18, 1994/00



Electrostatic accelerators facility for multiple ion beam applications

齋藤 勇一; 田島 訓; 高田 功; 水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 石井 保行; 神谷 富裕; 四本 圭一; 田中 隆一; et al.

Laser and Ion Beam Modification of Materials (Trans. of Materials Research Soc. Jpn., Vol. 17, 0, p.81 - 84, 1994/00



TIARA electrostatic accelerators for multiple ion beam applications

齋藤 勇一; 田島 訓; 高田 功; 水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 石井 保行; 神谷 富裕; 四本 圭一; 田中 隆一; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 89, p.23 - 26, 1994/00

 被引用回数:42 パーセンタイル:94.38(Instruments & Instrumentation)




石井 保行; 田島 訓; 高田 功; 水橋 清; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 宇野 定則; 大越 清紀; 貴家 恒男; 田中 隆一; et al.

第4回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム, p.105 - 108, 1993/00




諏訪 竜一*; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 藤巻 秀; 松橋 信平; 河地 有木; 藤田 耕之輔*

no journal, , 



核融合原型炉のためのAction Planの状況

西村 新*; 岡野 邦彦*; 池辺 靖*; 大場 恭子; 笠田 竜太*; 坂本 隆一*; 澤 直樹*; 石井 康友*; 柏木 美恵子*; 竹永 秀信*; et al.

no journal, , 

核融合炉の実現を目指し、核融合原型炉の設計に関わる研究、開発などの項目を検討するために核融炉原型炉開発のための技術基盤構築の中核的役割を担うチームが設置される中、核融合科学技術委員会の下に原型炉開発戦力タスクフォースが設置された。このタスクフォースで議論された原型炉に向けたAction Planについて発表する。

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