Advancing the culture technique of arbuscular mycorrhizal fungi

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アーバスキュラー菌根菌（AM菌）の完全な単独培養法を確立するため、以下の2つの課題を検討した。課題１．胞子成熟化因子の特定：モデルAM菌であるRhizophagus irregularisをミリスチン酸を含む培地で培養すると、バイオマスは増加するが次世代胞子のサイズは親胞子に比べて小さいという課題がある。ある種のAM菌は単独培養によっても次世代胞子の約半数が親胞子と同等のサイズになる。胞子の成熟因子の同定のため、この菌種のゲノム解読を試みた。しかし、培養菌体から抽出したゲノムDNAは微量あり、しかも著しく断片化していたことから、PacBio Sequel IIによるシーケンス解析を行うことができなかった。そこで、de novo transcriptome解析により発現遺伝子のカタログ化を行った。十分なリード数が得られたことから、Trinityを用いてde novo assembleを行った。次年度は、モデルAM菌R. irregularisのゲノム・トランスクリプトームデータと比較することで、胞子成熟化に関わる遺伝子候補を抽出する。オミクス解析と並行して、ケミカルライブラリースクリーニングによる胞子成熟化因子の探索を行い、マイクロプレートを用いたスクリーニング系の構築を行った。課題２．高増殖効率を示す脂肪酸の探索：植物から供給される脂肪酸の種類と量を明らかにするため、ミヤコグサ共生変異体（gpdh変異体）に安定同位体標識グルコースを投与し、クロマトグラフィー質量分析計で脂質組成を解析した。これらの解析をもとに脂肪酸の組み合わせや濃度を変えて単独培養の培地に添加し、AM菌の増殖速度や胞子生産量を評価し、培養の最適化を行った。不飽和脂肪酸の一部が増殖に対して高い効果を示すことが明らかとなった。