Elucidation of colonization processes of insect-soil-plant environments in Burkholderia species

阐明伯克霍尔德氏菌在昆虫-土壤-植物环境中的定植过程

• 批准号: 19J01106
• 负责人: 大林 翼
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01106/
• 关键词: Burkholderia; Tn-seq; ホソヘリカメムシ; 腸内共生; ダイズ; 根圏; 土壌; 土壌細菌

Burkholderia属細菌は、土壌、カメムシ腸内、植物根圏といった多様な自然環境に生息していることが知られており、カメムシ腸内に共生するBurkholderia属細菌も、環境中では土壌や植物に定着している可能性がある。そこで本研究では、 ゲノムワイドスクリーニング手法の一つであるTn-seqを用いて、Burkholderia insecticolaのカメムシ腸内・土壌・ダイズ根圏への定着に必要な遺伝子を網羅的に探索し、昆虫・土壌・植物への定着機構を広範に比較することで、Burkholderia属細菌の昆虫腸内への定着機構をより鮮明に描き出すことを目的としている。研究２年目にあたる本年度は、(1)土壌およびダイズ根圏におけるB.insecticolaのTn-seq解析、(2)標的遺伝子変異株の作製とその機能評価を行った。(1)に関して、前年度に実施した次世代シーケンス解析データをPyythonプログラム"TRANSIT"を用いて、B. insecticolaの土壌およびダイズ根圏への定着に関わる遺伝子を探索した。その結果、B. insecticolaはエネルギー生成、ストレス耐性、アミノ酸の生合成に関連する遺伝子が土壌中への定着に必要であることが明らかになった。その一方、ダイズ根圏では、B.insecticolaの抗菌ペプチド耐性や有機酸の資化に関わる遺伝子が必要であり、ダイズ根の分泌物の影響を受けていることが示唆された。本研究成果は原著論文にまとめている。(2)に関して、プラスミド挿入型の標的遺伝子変異株をホソヘリカメムシに感染させると、変異株は消化管内で野生型に復帰してしまう現象が確認された。そこで、プラスミド挿入変異株から相同組換えを用いた標的遺伝子欠損株に変更し、カメムシ腸内・土壌・ダイズ根圏への定着に関わる候補遺伝子に対して、欠損株の作製を進めている。

Burkholderia bacteria live in the gut, plant root system and multiple natural environments. It is possible for Burkholderia bacteria to live in the gut, plant root system and multiple natural environments. In this study, we explored the application of Burkholderia insecticidal ola in the study of intestinal fixation of insect, soil and plant. We compared the model of fixation mechanism of Burkholderia bacteria in the study. This year, we conducted research on: (1) root system analysis of B. infestola;(2) production and functional evaluation of target mutants. (1)In the previous year, the next generation was implemented, and the next generation was analyzed. Insecticiola's soil and soil are the root of the problem. The results of B. Insecticiola is a natural organism that is essential to the development of a plant, its ability to tolerate and react to acid production. B. Insecticiola is resistant to antibiotics and organic acids. It is necessary for insects to be affected by their secretions. The results of this study are contrary to the original paper. (2)In addition, it was confirmed that the wild-type mutant strain was infected with the wild-type mutant strain in the digestive tract. In addition, the selection of candidate genes for the selection of different plants from the same group, the selection of target genes for the selection of defective plants, the selection of candidate genes for the selection of defective plants from the same group, and the selection of candidate genes for the selection of defective plants.

项目成果

Host-symbiont specificity in insects: Underpinning mechanisms and evolution

昆虫宿主共生体特异性：基础机制和进化

• DOI: 10.1016/bs.aiip.2020.03.002
• 发表时间: 2020
• 期刊: Advances in Insect Physiology
• 作者: Ohbayashi Tsubasa;Mergaert Peter;Kikuchi Yoshitomo
• 通讯作者: Kikuchi Yoshitomo

Dual oxidase enables insect gut symbiosis by mediating respiratory network formation

• DOI: 10.1073/pnas.2020922118
• 发表时间: 2021-03-09
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Jang, Seonghan;Mergaert, Peter;Kikuchi, Yoshitomo
• 通讯作者: Kikuchi, Yoshitomo

カメムシから紐解く昆虫腸内共生の成立メカニズム

椿象揭示昆虫肠道共生机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 大林 翼

I2BC-CNRS/IPME-IRD/VBMI-INSERM(フランス)

I2BC-CNRS/IPME-IRD/VBMI-INSERM（法国）

Genome-wide screening of essential genes for the bean bug midgut colonization in the Burkholderia symbiont

全基因组筛选豆臭虫中肠在伯克霍尔德氏菌共生体中定殖的必需基因

• 发表时间: 2020
• 作者: Tsubasa Ohbayashi;Joy Lachat;Seonghan Jang;Raynald Cossard;Quentin Nicoud;Yoshitomo Kikuchi;Peter Mergaert
• 通讯作者: Peter Mergaert