マメ科植物と根粒菌の共生機構に関する研究

豆科植物与根瘤菌共生机制研究

• 批准号: 11740455
• 负责人: 藤江 誠
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740455/
• 关键词: 根粒菌; レンゲソウ; ftsZ; GFP; 細胞内共生; 窒素固定; マメ科植物; プロテアーゼ

根粒菌は植物細胞内に侵入し、共生を開始すると細胞当たりのDNA含有量が増加したバクテロイドに変化する。この変化の過程でバクテリアは細胞あたりの体積が増加するとともに、分枝しY字形などに変形し、バクテロイドと呼ばれる状態に変化する。通常バクテリアは細胞分裂するときに、FtsZというタンパク質を用いて、細胞質分裂を遂行する。普通のバクテリアは、FtsZを1種類のみコードするが、根粒菌はftsZを2種類コードすることが知られており、バクテロイド化という特殊な細胞増殖形態において2種のftsZを使い分けていることが予想される。そこで、当研究室で研究している根粒菌Mesorhizobium huakuiiよりftsZ遺伝子を取得し、その使い分けを検討することを計画した。他の根粒菌のftsZ配列を参考にプライマーを設計し、ftsZ2(一般に存在するタイプ)の取得を試みた。その結果ftsz2の断片を取得することができた。この断片の配列をもとにインバースPCRを行いftsZ2の全長を取得することができた。ftsZ2の発現パターンを解析するために、ftsz2のプロモータの解析を試みた。ftsZプロモータを取得後、GFPに接続し根粒菌形質転換用ベクターpBBR122に導入した。現在このプラスミドを根粒菌に形質転換し、GFPの発現を解析中である。次に、ftsZ1の取得を試みた。根粒菌ゲノムからコロニーハイブリダイゼーション法でクローニングを試みたが、取得することはできなかった。そこで、PCR法での取得を行った。現在までに、300bp程の断片を取得し、全長の取得を行っているところである。

根瘤菌侵入植物细胞并在交流后，它们转化为每个细胞DNA含量增加的拟菌素。在这种变化过程中，细菌会增加每个细胞的体积，分支并转化为Y形形状，并转化为称为菌底的状态。通常，当细胞使用称为FTSZ的蛋白质分裂时，细菌会经历细胞因子。尽管正常细菌仅编码一种类型的FTSZ，但已知根瘤菌可以编码两种类型的FTSZ，并且可以预期，两种类型的FTSZ被以特殊的细胞增殖形式使用，称为杆菌化。因此，我们计划从目前正在我们的实验室中研究的根瘤菌中的根瘤菌中获得FTSZ基因，并考虑如何以不同的方式使用它。我们根据其他根瘤菌的FTSZ序列设计了引物，并试图获得FTSZ2（通常存在的类型）。结果，我们能够获得FTSZ2的片段。基于该片段的序列，进行逆PCR以获得FTSZ2的全长。为了分析FTSZ2的表达模式，我们试图分析FTSZ2的启动子。获得FTSZ启动子后，将其连接到GFP，并引入载体PBBR122进行根瘤菌转化。该质粒目前正在转化为根瘤菌，并且正在分析GFP表达。接下来，我尝试获得FTSZ1。我们试图使用菌落杂交方法从根茎基因组中克隆，但无法获得。因此，采集是使用PCR方法进行的。迄今为止，我们获得了约300bp的片段，并获得了全长。

项目成果

Naito,Y: "The involvement of cysteine proteinase in the nodule development in Chinese milk vetch"Plant Physiology. 124. 1087-1095 (2000)

Naito，Y：“半胱氨酸蛋白酶参与紫云英根瘤发育”植物生理学。

Kasai,K: "Molecular cloning and characterization of Two cDNAs encoding asparagine synthetase from Astragalus sinicus"J.Bioscience and Bioengineering. 89(6). 559-563 (2000)

Kasai,K：“编码紫云英天冬酰胺合成酶的两种 cDNA 的分子克隆和表征”J.生物科学与生物工程。