アミノ酸を介した植物保護細菌の新規二次代謝制御機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

植物の根圏に生息する非病原性Pseudomonas属細菌Pseudomonas protegensは、周囲の病原微生物との競合に強く土壌病害を抑制する特徴を有することから植物保護細菌とよばれる。P. protegensは多様な二次代謝産物を産生しており、このことが自身の根圏における優勢化に寄与する。研究代表者はこれまでに、調節型small RNAを中心とした制御機構による抗菌性物質の産生メカニズムを明らかにし、一次代謝産物がシグナル物質として機能することを見出した。一方、この制御機構とは独立して植物保護能力に影響を及ぼすアミノ酸を同定しており、新規制御機構が存在することが示唆されている。本研究では植物保護細菌の包括的制御の実現に向けて、当該制御機構を明らかにすることを目的とする。研究代表者はこれまでに各種アミノ酸処理下にて培養したP. protegens のRNA Seq解析のデータを取得している。初年度はそのデータ整備を進め、発現量が亢進する遺伝子、低下する遺伝子に二分し、さらにVenn diagramに基づき、各種アミノ酸処理時に共通して変動する遺伝子、特異的に変動する遺伝子のグループ分けを行った。特に植物保護効果との相関関係が明確であることが判明しているアミノ酸Aの処理時に発現量が低下する遺伝子グループを機能解析の対象とした。令和4年度はアミノ酸Aの処理時に発現量に差異の見られた遺伝子のうち、植物保護能力への関与が予測されるものとして、鉄キレート剤であるシデロフォアの合成酵素遺伝子が含まれることを明らかにした。合成酵素遺伝子はクラスターを形成しており、関連する遺伝子の発現が一律低下していた。さらに、相同組換えにより主要な遺伝子の欠損変異株を作出した。