第13回放射能の農畜水産物等への影響についての研究報告会－東日本大震災に関する救援・復興に係る農学生命科学研究科の取組み－
2017年1月21日（土） 東京大学農学部弥生講堂

イネ植物体内におけるセシウムイオンの動態と分子機構の考察
田野井慶太朗（東京大学大学院農学生命科学研究科）
塩見修人（東京大学大学院農学生命科学研究科・修士2年）
登達也（Max Planck Institute for Plant Breeding Research・PhD Candidate）
福田善通（JIRCAS熱研・プロジェクトリーダー）
高木宏樹（石川県立大学・助教）
小林奈通子（東京大学大学院農学生命科学研究科・助教）
二瓶直登（東京大学大学院農学生命科学研究科・准教授）
中西友子（東京大学大学院農学生命科学研究科・特任教授）

1今日のお話
1. 玄米の放射性セシウム汚染状況の推移
2. 低セシウム米の必要性
3. セシウムが玄米にいくまでの経路– 吸収：土壌から根へCsを移動させるタンパク質– 転流：葉から穂へCsを移動させるタンパク質

4. 転流をつかさどる門番を探す
5. 今後の見通し
21. 玄米の放射性セシウム汚染状況の推移
100Bq/kg以上
100Bq/kg以下
検出されない

79.9%

99.8%

2011 年度

2012 年度

2011年でも100Bq/kg超えは1%未満だった。
2012年からはほぼ全ての玄米が検出限界以下だった。

福島県産玄米（Nihei et al., Sci. Rep. 2015, “ふくしまの恵み安全対策協議会”HPより）

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1. 玄米の放射性セシウム汚染状況の推移

全袋検査を見学するスウェーデンからの来客：伊達市

2012年度 10,346,000袋中71袋
2013年度 11,006,000袋中28袋
2014年度 11,014,000袋中 2袋2015年度 10,496,000袋中 0袋
2016年度 10,098,204袋中 0袋

現在はすべての玄米が100Bq/kgである。

（Nihei et al., Sci. Rep. 2015, “ふくしまの恵み安全対策協議会”HPより）

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1. 玄米の放射性セシウム汚染状況の推移• 東日本の水田の多く
では、セシウムイオンの土壌への固定が強かった。

現在、お米の安全性は保たれている。

• 高濃度に放射性セシウムが玄米に移行する恐れのある地域では、カリウム施肥が徹底された。
52. 低セシウム米の必要性• 一部の水田ではカリウムを施肥しないと心配な状況。
• 世界の土壌は様々。
移行係数5000Bq/kg土壌での玄米中濃度

最大0.613,050

最小0.00013

0.65 Bq/kg

平均 0.0083
調査466点

41.5 Bq/kg

Bq/kg

IAEA Technical Reports series no. 472
P79 Table22

低セシウム米必要6

2. イネの品種間差
世界のイネの玄米中セシウム濃度

Cs-133
山口ら 2012,農業環境技術研究所報告 31, 75-129.

品種の差がある。

Cs-133

どうして差があるのか？

Cs-137
Ohmoriら2014, J Plant Res
127:57-66.

Cs-137
小野ら2014, 福島県農業総合センター研究報告
放射性物質対策特集号 29-32

セシウムが玄米に到達するまでの経路を考えよう。
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3. セシウムが玄米にいくまでの経路

Cs
Cs
Cs
Cs

葉から穂へ転流Cs

古葉から新葉へ

Cs

Cs

Cs

Cs
Cs

Cs
Cs

Cs

土壌から根へ吸収8

カリウム施肥でセシウムの吸収も転流も低減できる。

ちなみに…

吸収
穂転流
穂

茎葉

低カリ 中カリ高カリ 低カリ 中カリ高カリ
Nobori et al. 2014 Soil Sci Plant Nutr 2014, 60, 772–781.

9セシウムの吸収
土壌から根へCsを移動させるタンパク質 関所
セシウムとカリウムは同じ様式で植物に吸収されている。
Collander 1941, Bange and Overstreet 1960,Epstein 1972, White and Broadley. 2000,
Smolders and Tsukada. 2011)

カリウム輸送タンパク質がセシウムイオンも輸送する。
(Kim et al. 1998, Fu and Luan 1998, Qi et al.
2008, Pyo et al. 2010)

小林先生農学公開セミナーより

土壌から植物へ。
セシウムは、カリウムの通り道を通っているようだ。

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セシウムの転流
葉から穂へCsを移動させるタンパク質 関所
Cs
Cs

Cs

Cs

わかってません！
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4. 転流をつかさどる門番を探す
吸収

転流
100%

穂
穂
穂
茎

穂のへのセシウム転流に品種間差！
品種A：転流少ない50%

穂を分解しよう。
葉水耕栽培で137Cs試験

品種A

品種B

0%

品種A

品種B

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4. 転流をつかさどる門番を探す

玄米へのセシウム移行に違いがあった。
137Cs濃度

籾殻のセシウム濃度は同様
玄米の放射性セシウム濃度に大きな違い！

品種A 品種B

品種A：転流少ないA
もみがらB

玄米

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4. 転流をつかさどる門番を探す

水耕土耕ともに同じ傾向が見られた。
田無(土耕) 133Cs

AB

もみがら

トレーサー実験(水耕) 137Cs

AB

玄米

A BA B

もみがら

玄米

品種A：転流少ない
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4. 転流をつかさどる門番を探す

幼植物でも同じ傾向が見られた。
137Cs濃度

新しい葉
Cs

古い葉

品種A：転流少ない

古い葉

新しい葉
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4. 転流をつかさどる門番を探す

セシウム吸収に差は無い。

品種Aと品種Bで根がセシウムを吸収する量は差が無い。

ACs

B

根のセシウム吸収速度

Cs

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4. 転流をつかさどる門番を探す

品種AとBのまとめ差がある項目

差がない項目• 穂へ移行するCsの量• 玄米のCs量• 新しい葉へ移行する
Cs量• もみがらのCs量• 根が吸収するCs量

この2つの品種を比べることで、セシウムが玄米に移行するメカニズムを明らかにできるのでは！？

174. 転流をつかさどる門番を探す

２つのイネを比較して遺伝子情報の差を見つける

やり方
・ ２つのイネを交配する。
・ できたお米を再度育てて、何度か自家受粉で育てる。
・ ２つのイネを親とした子供たちがたくさんできる。
・ この子供たちのセシウム転流と遺伝子を調べると、「セシウム転流」をつかさどる遺伝子が見つかるかもしれない。
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4. 転流をつかさどる門番を探す

品種AとBの子供イネ
幼植物での実験

品種B
↓
Csの転流

子供イネの数

60
40品種A
20 ↓

0Csの転流少ない

品種A
↓品種B
↓
Csの転流多い173の子供イネと２つの親イネ転流がすくない順に並べた。

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4. 転流をつかさどる門番を探す

品種AとBの子供イネ
玄米/もみがら30
品種B↓Csの転流子供イネの数

252015品種A
10 ↓50Csの転流少ない

品種B↓
Csの転流多い品種A↓

120の子供イネと２つの親イネ転流がすくない順に並べた。

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4. 転流をつかさどる門番を探す

ゲノムのどこにセシウム転流をつかさどる領域があるか？

イネには12本の染色体どの領域にセシウム転流がありそうか
現在、研究を進めている。

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５.今後の見通し• 低カリウム時のセシウム吸収をかなり抑えられるイネは近く誕生するのでは。シロ
イヌナズナでは既に報告済み。
• カリウムがあるのにセシウムが玄米に検出される水田が一部で存在する。これを防ぐイネの開発のために、、、– 転流メカニズムの解明– 吸収メカニズムの解明
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ご静聴ありがとうございました。
放射能汚染教育研究 ー 最近の活動より

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