ゲノムワイド関連解析を用いたマメ科植物-根粒菌共生特異性の進化動態の解明

使用全基因组关联分析阐明豆科植物-根瘤菌共生特异性的进化动力学

基本信息

  • 批准号:
    17J04284
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2017-04-26 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では,ゲノム多型情報を用いて,ミヤコグサ種内に生じつつある共生特異性の遺伝的分化を検出し,その進化プロセスを理解することを目的としている。2019年度は,野生環境下でミヤコグサと共生していた根粒菌9株とミヤコグサ野生系統15系統を用いた135セットの組合せによる接種実験と,根粒菌株の全ゲノム解析を行い,ミヤコグサー根粒菌共生関係に関連する根粒菌ゲノム領域の特定を試みた。接種実験より,ミヤコグサの表現型(地上部の成長量および根粒形成)は,ミヤコグサ系統の影響,根粒菌系統の影響,および両者の交互作用が有意に検出された。しかし,ミヤコグサと根粒菌の共生関係において,同一地域より採取された組合せで成長が良くなるなど,いわゆる局所適応的な相互作用は検出されなかった。また,根粒菌全ゲノム解析の結果より,ミヤコグサ根粒菌において従来共生関係に関連することが報告されていたゲノミックアイランド(共生アイランド)が,異なる根粒菌間で頻繁に水平伝播していることが示された。そして,接種実験の結果と根粒菌全ゲノム解析の結果を組み合わせることで,ミヤコグサの成長に関連する根粒菌ゲノム領域は,共生アイランドだけでなく,根粒菌コアゲノム領域にも存在することが示唆された。これらの結果から,ミヤコグサ-根粒菌共生関係において,根粒菌共生アイランドが異なる根粒菌へ水平伝播することで,各土壌中で植物への生育に影響する根粒菌ゲノム領域の多様性が維持され,局所適応的な関係の固定が妨げられているのではないかと考えられる。このような植物と根粒菌の共生関係の進化過程を理解するために,今後は植物側の遺伝解析が求められる。そのため,現在ミヤコグサ135系統と根粒菌2株を用いた接種実験とゲノムワイド関連解析を進め,ミヤコグサ-根粒菌共生関係の分化を司る植物側遺伝基盤の特定を試みている。
In this study, we need to use polymorphic information to identify and understand intraspecies, symbiosis, and genetic differentiation. In 2019, 9 strains of rhizomere strains were isolated from the wild environment, 15 systems were isolated from the wild environment, and 135 combinations of rhizomere strains were used for inoculation. The complete analysis of rhizomere strains was carried out, and specific tests were conducted on the relationship between rhizomere strains and wild systems. Inoculation was carried out in order to detect the phenotypes (growth of shoot and formation of root grains) of rice seedlings, the effects of rice seedling system, the effects of rhizomere system, and the interaction of rice seedlings. The symbiotic relationship between root fungi and root fungi in the same region is characterized by the combination of growth and interaction. In addition, the results of the whole-genome analysis of rhizomere bacteria show that rhizomere bacteria are associated with symbiotic relationships. This report also shows that rhizomere bacteria are frequently spread horizontally among different rhizomere bacteria. In addition, the results of inoculation and the results of rhizosphere analysis were combined to indicate the presence of rhizosphere in the rhizosphere domain associated with the growth of rhizomes, symbiosis, and rhizosphere in the rhizosphere domain. As a result, the diversity of rhizosphere fields affected by plant growth in different soils was maintained, and the relationship between rhizosphere and rhizosphere was fixed. The evolutionary process of symbiotic relationship between plant and rhizomere is understood, and the genetic analysis of plant side is sought in the future. In this paper, we try to analyze the relationship between two strains of rhizomere and 135 strains of rhizomere in order to differentiate the symbiotic relationship between rhizomere and rhizomere.

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
日本各地より採集された野生ミヤコグサに共生する根粒菌の系統解析
与日本各地野生百脉根共生根瘤菌的系统发育分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    番場大;青木誠志郎;梶田忠;綿野泰行;瀬戸口浩彰;佐藤修正;土松隆志
  • 通讯作者:
    土松隆志
ミヤコグサ野生系統に対する根粒菌遺伝子型の影響
根瘤菌基因型对百脉野生品系的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    番場大;青木誠志朗;梶田忠,瀬戸口浩彰,綿野泰行,佐藤修正,土松隆志
  • 通讯作者:
    梶田忠,瀬戸口浩彰,綿野泰行,佐藤修正,土松隆志
日本各地の野生ミヤコグサに共生する根粒菌の単離と系統解析
日本各地野生百脉根中共存的根瘤菌的分离和系统发育分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    番場大;青木誠志郎;梶田忠;綿野泰行;瀬戸口浩彰;佐藤修正;土松隆志
  • 通讯作者:
    土松隆志
Exploring Genetic Diversity and Signatures of Horizontal Gene Transfer in Nodule Bacteria Associated with Lotus japonicus in Natural Environment
探索自然环境中与莲花相关的根瘤细菌的遗传多样性和水平基因转移特征
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Bamba; S. Aoki; T. Kajita; H. Setoguchi; Y. Watano; S. Sato; T. Tsuchimatsu
  • 通讯作者:
    T. Tsuchimatsu
ミヤコグサ根粒菌の全ゲノム解析と交互接種実験から探るマメ科植物-根粒菌共生特異性の進化
通过全基因组分析和百脉根瘤菌交替接种实验探索豆科植物-根瘤菌共生特异性的进化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    番場大;青木誠志朗;梶田忠,瀬戸口浩彰,綿野泰行,佐藤修正,土松隆志
  • 通讯作者:
    梶田忠,瀬戸口浩彰,綿野泰行,佐藤修正,土松隆志
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  • 作者:
    番場 大;Akyol Turgut Y;Quilbe Johan;Andersen Stig U;佐藤 修正
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  • 作者:
    番場 大;中田さゆり;青木誠士郎;高山浩司;J. N. Farfan;宮 正樹;伊藤元己;梶田 忠
  • 通讯作者:
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    2005
  • 资助金额:
    $ 1.79万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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知道了