嫌気窒素固定コンソーシアムの植物分布と機能発現-植物の窒素固定と塩ストレス耐性に寄与するエンドファイト共同体の解析-

厌氧固氮菌群的植物分布及功能表达 - 植物内生菌群对固氮和耐盐胁迫的贡献分析 -

• 批准号: 17658034
• 负责人: 南澤 究
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658034/
• 关键词: エンドファイト; クロストリジウム; TRFLP; 微生物群集構造; RFLP

本研究は、申請者らが細菌エンドファイトの機能的なコミュニテイーとして発見した「嫌気窒素固定コンソーシアム」を対象として、その植物や作物への広がり、植物体内における機能、エンドファイト間の相互作用の解明などを目指した研究である。昨年度に実施した、多数の野生植物や作物由来のClostridium属細菌の系統解析をについてさらに情報学的な検討を加え論文発表を行った。特に、植物由来のcluster XIVaに属するClostridium属細菌と、その他の分離源由来のcluster XIVaに属するClostridium属細菌について、従来は分離株のみを対象としていた。本年度はさらに培養に依存しないデータベース中のDNA配列情報についても検索し、それらを加えて再解析を行った。その結果、植物由来のClostridium属分離株は、やはり系統学的に2ケ所(groupIおよびII)に集中し、高いbootstrap値で他の分離源(ルーメン、腸内、糞便、シロアリなど)のClostridium属分菌株と区別されることが証明された。また、圃場で栽培されているダイズの茎から微生物画分を濃縮し、細菌の16S rRNA遺伝子のユニバーサルプライマーを用いて、クローンライブラリー法で細菌群集構造の解析を行った。その結果、低頻度ではあるがダイズ茎にもClostridium属細菌の16S rRNA遺伝子が検出された。したがって、一見好気的環境であるダイズの茎にもClostridium属細菌が生息していることが明らかとなった。植物接種実験による窒素固定機能共同体としての実験も行ったが、植物個体への定着安定化が難しく、その解明は進まなかった。尚、2006年に本研究成果をまとめた「嫌気窒素固定コンソーシアム」の機能を明らかにした欧文誌の論文が日本微生物生態学会論文賞を平成19年度に受賞した。

这项研究旨在阐明申请人被发现是细菌内生菌的功能界的“厌氧氮固定联盟”的传播，并旨在阐明其对植物和农作物的传播，其在植物中的功能以及内生植物之间的相互作用。去年进行的许多野生植物和农作物的梭菌细菌的系统发育分析得到了进一步的研究并发表了一篇论文。特别是，仅分离株用于梭状芽孢杆菌的细菌，该细菌属于XIVA群集，该簇源自植物，属于梭状芽孢杆菌的细菌，该细菌属于XIVA群集，该群集起源于其他分离的来源。今年，我们还搜索了独立于培养的数据库中的DNA序列信息，并添加了这些信息并进行了重新分析。结果表明，植物来源的梭状芽胞杆菌分离株在两个位置（I组和II组）上也被系统发育浓缩，并与其他分离源（流明，肠道，粪便，白蚁等）区分开，具有较高的自举值。此外，将微生物分数集中在田间培养的大豆茎上，并使用细菌16S rRNA基因的通用引物使用克隆文库方法分析了细菌群落结构。结果，尽管它很低，但在大豆茎中检测到了梭状芽胞杆菌属的16S rRNA基因。因此，已经揭示了显然是有氧环境的大豆的茎也生活在细菌中。我们还使用植物接种实验进行了实验，以作为氮固定功能群落，但是很难稳定植物的定殖和稳定，因此我们无法理解这一点。此外，在2006年，欧洲杂志的一篇论文揭示了“厌氧氮固定财团”的功能，该财团汇编了这项研究的结果，并于2007年获得了日本微生物生态纸奖。

项目成果

Expression of the nifH gene of a Herbaspirillum endophyte in wild rice species : daily rhythum during the light-dark cycle

野生稻种中草螺菌内生菌 nifH 基因的表达：明暗周期中的日节律

• 发表时间: 2005
• 期刊: Appl.Environ.Microbiol. 71
• 作者: You;M.;Nishiguchi;T.;Saito;A.;Isawa;T.;Mitsui;H.;Minamisawa.K.
• 通讯作者: Minamisawa.K.

Analysis of microbial diversity in milled rice using culture independent methods.

使用独立于培养的方法分析精米中的微生物多样性。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Microbes Environ. 22
• 作者: Ikeda;S.
• 通讯作者: S.

Expression of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase gene expression requires symbiotic nitrogen-fixing regulator gene nifA2 in Mesorhizobium loti MAFF303099.

1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶基因的表达需要中索根瘤菌MAFF303099中共生的固氮调节基因nifA2。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Appl. Environ. Microbiol. 72
• 作者: Nukui;N.;K.Minamisawa;S.Ayabe;T.Aoki
• 通讯作者: T.Aoki

Evaluation of nitrogen fixation capability of endophytic clostridia by acetylene reduction and reverse transcription-PCR targeted to nifH transcript and ribosomal RNA

乙炔还原和针对 nifH 转录物和核糖体 RNA 的逆转录 PCR 评价内生梭菌的固氮能力

• 发表时间: 2006
• 期刊: Microbes Environ. (in press)
• 作者: Saito;A.;K.Minamisawa
• 通讯作者: K.Minamisawa

Soil microbial community analysis in the environmental risk assessment of transgenic plants

转基因植物环境风险评估中的土壤微生物群落分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant Biotechnology (in press)
• 作者: Ikeda;S.;N.Ytow;H.Ezura;K.Minamisawa;T.Fujimura
• 通讯作者: T.Fujimura