生物照射チーム

生物照射チームでは、仁科加速器研究センターの重イオン加速器で、高速重イオンが生物に与えるさまざまな効果の研究およびその応用として植物の育種を行っています。高速の重イオンは同じ線量のX線ガンマ線にくらべて局在化した高密度の電離を起こします。このため生体に対しては修復の困難なDNA二重鎖切断による変異を引き起こしやすいです。特に、理研リングサイクロトロンの重イオンビームはエネルギーが高いので飛程が長く、空気中・容器中の生きた試料に照射ができるという特長を持ちます。当チームでは、リングサイクロトロンの生物照射ビームラインで培養細胞、植物、微生物、動物細胞などさまざまな生物試料に炭素から鉄までのイオンビームを照射して、DNA修復の細胞生理学的な研究、植物の育種技術の開発と変異のゲノム解析、グリーンイノベーション創出に向けた研究などを行っています。イオンビーム育種による新品種のいくつかはすでに市場に出回っています。

研究テーマ

• 重イオンビーム照射の生物効果に関する研究
• 重イオンビーム育種とゲノム解析に関する研究
• 重イオンビームによるグリーンイノベーションの創出

主要論文

1. Hirayama R., Ito A., Tomita M., Tsukada T., Yatagai F., Noguchi M., Matsumoto Y., Kase Y., Ando K., Okayasu R., Furusawa Y.:
   "Contributions of direct and indirect actions in cell killing by high-LET radiations"
   Radiation Research 171 212-218 (2009)
2. Shimada S., Ogawa T., Kitagawa S., Suzuki T., Ikari C., Shitsukawa N., Abe T., Kawahigashi T., Kikuchi R., Handa H., and Murai K.:
   "A genetic network of flowering-time genes in wheat leaves, in which an APETALA1/FRUITFULL-like gene, VRN1, is upstream of FLOWERING LOCUS T"
   Plant J. 58, 668-681 (2009)
3. Kikuchi S., Saito Y., Ryuto H., Fukunishi N., Abe T., Tanaka H. and Tsujimoto H.:
   "Effects of heavy-ion beams on chromosomes of common wheat, Triticum aestivum"
   Mutation Res. 57, 194-202 (2009)
4. Niwa K., Hayashi Y., Abe T. and Aruga Y.:
   "Induction and isolation of pigmentation mutants of Porphyra yezoensis (Bangiales, Rhodophyta) by heavy-ion beam irradiation"
   Phycol. Res. 57, 194-202 (2009)
5. Nakano M., Amano J., Watanabe Y., Nomizu T., Suzuki M., Mizunashi K., Mori S., Kuwayama S., Han D., Saito H., Ryuto H., Fukunishi N., and Abe T.:
   "Morphological variation in Tricyrtis hirta plants regenerated from heavy ion beam-irradiated embryogenic calluses"
   Plant Biotech., 27, 155-160 (2010)
6. 泉　雅子
   "放射線の生物への影響"
   ぶんせき 9, 527-531 (2011)
7. Y. Kazama, T. Hirano, H. Saito, Y. Liu, S. Ohbu, Y. Hayashi, T. Abe,:
   "Characterization of highly efficient heavy-ion mutagenesis in Arabidopsis thaliana"
   BMC Plant Biol., 11, 161 (2011)
8. Niwa K., Yamamoto T., Furuita H. and Abe T.:
   "Mutation breeding in the marine crop Porphyra yezoensis (Bangiales, Rhodophyta): Cultivation experiment of the artificial red mutant isolated by heavy-ion beam mutagenesis"
   Aquaculture 314, 182-187 (2011)
9. Yasui Y., Mori M., Aii J., Abe T., Matsumoto D., Sato S., Hayashi Y., Ohnishi O. and Ota T.:
   "S-LOCUS EARLY FLOWERING 3 is Exclusively Present in the Genomes of Shortstyled Buckwheat Plants that Exhibit Heteromorphic Self-incompatibility"
   PLoS ONE, 7(2), e31264 (2012)
10. Abe T., Ryuto H. and Fukunishi N.:
    "Ion beam radiation mutagenesis"
    in Plant Mutation Breeding and Biotechnology (Shu, Q.Y., ed.), The Joint FAO/IAEA Programme, pp. 95-102 (2012)