人工根粒バイオリアクターを用いた空中窒素固定システム開発のための基盤研究

利用人工根瘤生物反应器开发空中固氮系统的基础研究

• 批准号: 14656128
• 负责人: 横山 正
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14656128/
• 关键词: 根粒; peribacteroid; bacteroid; symbiosome; nitrogen fixation; バイオリアクター; 根粒菌; peribacteroid space; symbiosis; symbiozome; gene expression; rhizobium; root nodule; bradyrhizobium; macro-array

バクテロイドを包んでいる膜内の溶液(シンビオスペース溶液)の単離5週間生育させた成熟ダイズ根粒を用いビオスペース溶液を単離した。合計14回栽培を行い約1mlのシンビオスペース溶液を単離した。この一部を用いて、HPLCによりアミノ酸、糖、有機酸の組成を調べた。次に既知物質の組成に基づき人工シンビオスペース溶液を作製し根粒菌に投与後、形態や生育速度の変化を調べた結果、有機酸・アミノ酸・糖組成をシンビオスペースの存在量に調整した溶液は根粒菌の生育速度を抑制することが分かった。しかし、人工シンビオスペース溶液処理区では形態変化は誘導しなかった。シンビオスペース物質を投与した根粒菌に生じる遺伝子応答ミヤコグサ根粒菌の全ゲノムを網羅したマクロアレイ膜を用い、シンビオスペース溶液をダイズ根粒菌に投与した15分後に生じる遺伝子応答を追跡した。その結果、97クローンの転写量が3倍以上に増大し、一方、108クローンで転写が50%以下に抑制された。しかし、転写変動の幅が狭く、ミヤコグサ根粒菌のゲノムアレイを用いたダイズ根粒菌の転写解析は、異種根粒菌ゲノム間のハイブリダイゼーションであり、各遺伝子の転写強度データは実験事実を正確に反映していないことが定量PCRの結果で明らかになた。そこで、ダイズ根粒菌の全ゲノムを網羅したダイズ根粒菌ゲノムアレイを平成15年8月末に完成させた。シンビオスペース物質に応答するレポーター系を用いた、バクテロイド化開始物質の探索ダイズ根粒菌の全ゲノムを網羅したダイズ根粒菌ゲノムアレイを用いシンビオスペース溶液をダイズ根粒菌に投与した120分後に生じる遺伝子応答を追跡した。その結果、機能は不明であるが、2時間で転写量が42倍上昇するクローンを見いだした。このクローンに関しては、別のサンプルを用いた実験でも同様な結果を得た。この遺伝子を用いたバクテロイド化開始物質探索用のレポーター系を構築中である。

The solution in the membrane (the solution) is separated from the solution in the middle of the membrane by 5 weeks of fertility. About 1ml of the solution was added to 14 cycles of cultivation. Some of these compounds were prepared by chemical analysis, HPLC and chemical analysis of acids, sugars and organic acids. Second, the composition of known substances, artificial substances, solutions, and the growth rate of rhizomes were adjusted after administration, and the presence of organic acids and sugars was adjusted to inhibit the growth rate of rhizomes. The solution treatment area is a morphologic change. The root fungus is produced after 15 minutes of application. As a result, the number of letters written by 97 letters increased by more than 3 times, and the number of letters written by 108 letters decreased by less than 50%. The results of quantitative PCR were analyzed by quantitative PCR. The results of quantitative PCR were analyzed by quantitative PCR. The results of quantitative PCR were analyzed by quantitative PCR. The complete set of rhizomes was completed at the end of August 2015. The first step is to search for a complete list of Rhizoctonia species in the first step of the process. The result, function is unclear, 2 time, the amount of writing is 42 times higher, and the number of words is 42 times higher. The results of this study were similar to those of the previous study. This is the first time that a chemical has been used in the construction of a chemical system for the exploration of substances.

项目成果

A.Shutsrirung, K.Senoo, S.Tajima, K.Minamisawa, T.Yokoyama, R.Sameshima, A.Bhromsiri, M.Hisamatu: "Genetic diversity of native Bradyrhizobium populations in soybean-growing areas of northern Thailand. Soil"Soil Sci. Plant Nutr. (Accepted). (2003)

A.Shutsrirung、K.Senoo、S.Tajima、K.Minamisawa、T.Yokoyama、R.Sameshima、A.Bhromsiri、M.Hisamatu：“泰国北部大豆种植区本地慢生根瘤菌种群的遗传多样性。土壤”

Hakoyama T., Yokoyama T., Kouchi H., Arima Y: "Transcriptional response of soybean suspension cultured cells induced by Nod factors obtained from Bradyrhizobium japonicum USDA110"Plant cell Physiology. Vol.43. 1314-1322 (2002)

Hakoyama T.、Yokoyama T.、Kouchi H.、Arima Y：“由日本慢生根瘤菌 USDA110 获得的 Nod 因子诱导的大豆悬浮培养细胞的转录反应”植物细胞生理学。

Uchiumi., T et al.: "Expression islands clustered on symbiosis island of Mesorhizobium loti genome."Journal of Bacteriology. 186 No8. 2439-2448 (2004)

Uchiumi., T 等人：“表达岛聚集在中索根瘤菌基因组的共生岛上。”细菌学杂志。

Iizuka M., Arima Y., Yokoyama T., Watanabe K.: "Positive correlation between the Number of root nodule primordial and seed sugar secretion in soybean (Glycine max L.) seedlings inoculated with a low density of Bradyrhizobium japonicum"Soil Sci. Plant Nutr

Iizuka M.、Arima Y.、Yokoyama T.、Watanabe K.：“接种低密度日本慢生根瘤菌的大豆 (Glycine max L.) 幼苗根瘤原始数量与种子糖分泌之间的正相关性”土壤科学

Tejima K., Arima Y., Yokoyama T., Sekimoto H.: "The distinetiveness of the peribacteroid space of soybean root nodules in its composition of low molecular weight compounds, and its changes with plant growth"Soil Sci. Plant Nutr. (Accepted). (2003)

Tejima K.、Arima Y.、Yokoyama T.、Sekimoto H.：“大豆根瘤类杆菌周围空间的低分子量化合物组成的独特性及其随植物生长的变化”土壤科学。