根粒共生におけるオーキシンメチル化の生理機能の解明

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マメ科植物は、根粒菌（共生微生物）を取り込み、根に共生器官「根粒」を形成する。この根粒共生により、マメ科植物は、多くの植物が育たない貧栄養土壌でも旺盛に生育することができる。根粒共生は、感染と発生という異なる生命現象が、細胞層を越えて上手く連動することで成立する。今回の研究では、「表皮での根粒菌感染」と「皮層での根粒形成」の協調制御に関わる遺伝子を探索し、オーキシンメチル化酵素をコードする遺伝子（IAMT1a）を見出した。そして、オーキシンのメチル化が根粒共生に必要とされる新規分子機構であることを明らかにした。この成果は米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）に昨年度掲載された。今年度は、オーキシンのメチル化の下流シグナル探索に向けて、RNA-seq解析の条件検討等に取り組んだ。また、IAMT1aの上流転写因子としてERN1 (ERF Required for Nodulation1) が見出されたため、その機能解析にも取り組んだ。具体的には、ミヤコグサ野生型とern1変異体の共生初期過程における比較RNA-seq解析を行った。その結果、IAMT1aに加えてERN1の下流候補遺伝子の網羅的探索に成功し、根粒共生の初期過程におけるERN1の多面的な役割に関する洞察が得られた。この解析を通して得られた結果は、Frontiers in Plant Science 誌に掲載された。