ブラディリゾビウム細菌の陸域生態系における生存戦略：タンパク質分泌系の役割の解明

陆地生态系统中慢生根瘤菌的生存策略：阐明蛋白质分泌系统的作用

• 批准号: 20J12228
• 负责人: 原 沙和
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization (2021)Tohoku University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12228/
• 关键词: 根粒菌; 温室効果ガス; ダイズ根粒菌; 植物共生細菌; 菌叢解析

Bradyrhizobium属細菌はマメ科植物の根粒に共生し宿主植物の生育促進を行う「根粒菌」として古くから認識されてきた。しかしながら近年のオミックス解析により、マメ科植物根だけでなく陸域環境に広く分布することが明らかになってきた。特に当属細菌は窒素固定能・脱窒能を持つため、地球規模の物質循環に寄与すると期待される。本年度は、昨年度にイネ科植物ソルガムから分離培養し、根粒形成能および土壌での分布を確かめたB. ottawaense株を対象に、脱窒の一部であるN2O還元活性を詳細に調べた。N2Oは温室効果ガスであり農業活動により発生するため、農地からの発生量の削減が重要である。本研究で分離したB. ottawaense(11株)および基準株OO99TのN2O還元能を調べたところ、ほとんど全て株でこれまで報告されていたB. diazoefficiensの約5倍高い活性を示した。さらにN2O還元を触媒する酵素遺伝子nosZの発現量を調べたところ、B. diazoefficiensの約130倍高かった。したがってnosZを高く発現することが高いN2O還元活性の主な原因である可能性が考えられた。次にこれまで報告されているnosZ発現制御遺伝子について、B. ottawaenseとB. diazoefficiensで塩基配列比較を行った。その結果、いずれの遺伝子も83%〜97%と高く保存されていた。したがってB. ottawaenseのnosZはこれまで知られていない新規の因子によって高発現化していることが示唆された。以上より本年度は陸域生態系（特に農地）に分布するB. ottawaenseが高いN2O還元活性を示すことを明らかにし、そのメカニズムに迫った。地球温暖化の解決が急務である現代社会において、N2Oを削減する菌株の発見は重要であり、今後の応用研究が期待される

Bradyrhizobium is a bacterium that promotes the growth of host plants by symbiosis. In recent years, the roots of Chinese families have been distributed in the land environment. In particular, bacteria can stabilize and deoxidize their hormones, and they can be expected to circulate on an earth scale. This year, the plant species in the family of Miaceae were isolated and cultured, and the root grain formation ability and soil distribution were confirmed. Otawaense is a plant that regulates the activity of N2O in detail. N2O is important for the growth of agricultural activities and for the reduction of agricultural production. This study is divided into two parts. Otawaense (11 strains) Diazoeffeciens are about 5 times more active. N2O reduction catalyst, enzyme promoter nosZ, and the amount of N2O reduction catalyst. Diazoeffeciens is about 130 times higher. The main reason for the high activity of N2O is to examine the possibility of its occurrence. The second report is nosZ, B. ottawaenseとB. Diazoeffeciens are compared with the base pairs. 83% 97% of the results were preserved.したがってB. Otawaense's nosZ is the new factor in knowledge and expression. The above is the distribution of terrestrial ecosystems (especially cultivated land) in this year. Otawaense is a high N2O activity indicator. The solution of global warming is urgent, and the strain of N2O reduction in modern society is important, and future research is expected.

项目成果

Diversity of <i>Bradyrhizobium</i> in Non-Leguminous Sorghum Plants: <i>B. ottawaense</i> Isolates Unique in Genes for N₂O Reductase and Lack of the Type VI Secretion System

非豆科高粱植物中<i>慢生根瘤菌</i>的多样性：<i>B.

• DOI: 10.1264/jsme2.me19102
• 发表时间: 2020
• 期刊: Microbes and Environments
• 影响因子: 2.2
• 作者: Wasai-Hara Sawa;Hara Shintaro;Morikawa Takashi;Sugawara Masayuki;Takami Hideto;Yoneda Junich;Tokunaga Tsuyoshi;Minamisawa Kiwamu
• 通讯作者: Minamisawa Kiwamu

微生物資材および植物の栽培方法、並びに、細菌株

微生物材料、植物栽培方法和菌株

• 发表时间: 2022

ソルガム根から単離したBradyrhizobium ottawaense株のN2O還元能

高粱根中分离的渥太华慢生根瘤菌菌株的 N2O 还原能力

• 发表时间: 2022
• 作者: 原沙和、菅原雅之、三井久幸、原新太郎、Cristina Sanchez Gomes;佐藤修正、今泉(安楽)温子、下田宜司、南澤究
• 通讯作者: 佐藤修正、今泉(安楽)温子、下田宜司、南澤究

高N2O還元酵素活性を示すBradyrhizobium属ダイズ根粒菌野生株SG09を利用したN2O削減

使用具有高 N2O 还原酶活性的慢生根瘤菌大豆根瘤菌野生菌株 SG09 还原 N2O

• 发表时间: 2021