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モエジマシダが猛毒のヒ素に耐えるしくみが見えてきた! ― 世界初、ヒ素高蓄積植物の根茎の役割をイメージング技術で解明 ―

【本学研究者情报】

〇大学院环境科学研究科 教授 井上千弘

【発表のポイント】

  • モエジマシダは猛毒のヒ素を体内に吸収?蓄积することが可能な植物です。
  • この植物がヒ素を根から吸収し体内に输送していく様子を、植物が生きたままの状态で可视化することに世界で初めて成功しました。
  • この植物の根茎という组织がヒ素の吸収?输送に果たす役割を解明しました。
  • これらの成果は、この植物を利用したヒ素汚染土壌の浄化(ファイトレメディエーション)の推进に贡献します。

【概要】

モエジマシダ(図1)は、有害元素であるヒ素を吸収し体内に蓄积する能力が高いことで知られています。しかし、この植物が体内にどうやってヒ素を取り込むのか、その详细についてはよくわかっていませんでした。特に、モエジマシダが有している根茎という组织の役割については全く不明でした。

东北大学の黄田毅博士研究员と井上千弘教授ら、东北学院大学の宫内启介教授ら、量子科学技术研究开発机构の铃井伸郎主干研究员と河地有木プロジェクトリーダーらのグループは、ポジトロン放出核种のヒ素-74(础蝉-74)と植物搁滨イメージング技术を用いることによって、モエジマシダが根からヒ素を吸収し、その一部を根茎に蓄积させながら叶までヒ素を输送する様子を、生きたままの状态で连続的な动画像データとして撮像することに成功しました。また、モエジマシダ体内のヒ素の蓄积场所や蓄积量を调べることで、モエジマシダにおける根茎の役割として、根から吸収されたヒ素を一时的に蓄积することや、特にヒ素の高曝露下では、若い叶の成长を守るために、ヒ素を成熟した叶へと积极的に输送するという転流の调节をこの根茎が担うことを明らかにしました。本研究で得られた知见は、この植物のファイトレメディエーションへの応用に対しても有益な情报を提供することになります。

この成果は、ネイチャー出版グループが発行する学術誌Scientific Reports(2021年7月8日付けオンライン掲載)に発表されました。

図1.モエジマシダ(Pteris vittata)について

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院环境科学研究科
井上 千弘(教授)
TEL: 022-795-7403
E-mail: chihiro.inoue.b1*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(报道に関すること)
东北大学大学院环境科学研究科 情報広報室
物部 朋子(助手)
TEL: 022-752-2241
贰-尘补颈濒:迟辞尘辞办辞.尘辞苍辞产别.诲4*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)