栽培養物に窒素固定力を付与する試み

尝试赋予栽培养分固氮能力

基本信息

批准号：
05278214
负责人：
妹尾啓史
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05278214/
关键词：
窒素固定根粒マメ科植物宿主特異性茎粒菌

项目摘要

本年度の成果a)茎粒菌の茎粒形成遺伝子の分離接種系統として育種する予定である茎粒菌(Azorhizobium caulinodans)の基準株であるORS571株を用い、根粒形成遺伝子群の分離を試みた。方法は、第一に茎粒菌にTn5を接合伝達で導入し、ミュータントを作製し、これらより接種試験で根粒形成に異常の生じるものを選抜した。接種試験は無菌植物を試験管の中で発芽させ、1週後に接種し、1カ月の間根粒の着生状況を観察して判断した。なお、接種は再現性を見るため、2回ないし3回繰り返し行った。結果、分離された260株のミュータントの内で茎粒形成に異常の見られるものは約10株が分離された。これらの内訳は茎粒形成遅延株1株、茎部の側根の異常な成長の見られる株2株、茎粒は形成するが根粒は形成しないもの5-6株であった。ミュータントによる分離とは別に、DNAの相同性により分離することも試みた。ダイズ根粒菌およびアルファルファ根粒菌はその根粒形成遺伝子群がよく研究されている。茎粒菌はこれらとは大きく系統の異なるプロテオバクテリアであるが、DNAデータベースから判断すると一部の根粒形成遺伝子には3者で共通性が見られると予想された。そこで、まずnodM相同部分の分離をnodMプローブを用いて行った。結果、相同部分を含むEcoRI4.7Kb断片が分離され、その約半分の塩基配列を決定した。b)植物側根粒形成遺伝子群の分離マメ科植物の根粒形成遺伝子を分離する方法としてタギングが最も有効な方法と考えられた。そこで、まずダイズ、ミヤコグサ、アルファルファ、クローバー、エビスグサの複数の品種を用い、組織片からの芽の分化能を調べた。調べたほとんどの植物で芽の分化はほとんど観察されなかった。一部、ダイズでは子葉から低い頻度で発芽が見られ、アルファルファの一部の品種でも茎から分化が見られた。以上の結果、植物体の大きさ等を考え、アルファルファをタギングの対象とすることが最もよいと判断した。c)茎粒形成の植物の成長に対する影響茎粒形成は、植物の栄養吸収にどのような影響を与えるかをリン吸収に焦点を絞って試験した。リン酸カルシウムをリン源として栽培すると、宿主であるセスバニアは成長が非常に悪くなる。そこで、このような条件で栽培した植物体に茎粒を接種し、成長を対照と比較した。結果、茎粒接種植物は対照と比較してほぼ同等の成長を示した。この原因は現在解明中である。

今年的结果a）试图使用ORS571（一种azorhizobium carulinodans的参考菌株）分离结节形成基因，该参考菌株计划被繁殖为茎形成细菌的茎形成基因的接种菌株。首先，通过结合传播将TN5引入茎细菌以制备突变体，并在接种试验中选择了淋巴结形成异常的人。在接种测试中，无菌植物在试管中发芽，一周后接种，观察到结节骨epiphysy持续一个月。此外，重复两次或三次接种疫苗以查看可重复性。结果，分离的260个突变体中，大约有10个在茎颗粒形成中表现出异常。这些是延迟茎颗粒形成的一种菌株，茎中侧根异常生长的两种菌株，以及形成茎颗粒的5-6个菌株，而不是结节。除了突变体的分离外，我们还试图通过DNA同源性分开它们。大豆根瘤菌和苜蓿根瘤菌的结节基因群已经得到很好的研究。茎细菌是蛋白细菌，与这些蛋白质细菌差异很大，但据预测，某些结节形成基因在这三个基因之间会具有相似之处。因此，首先，使用NODM探针分离了NODM同源部分。结果，分离了包含同源部分的ECORI 4.7KB片段，并确定了约一半的片段。 b）分离植物侧淋巴结基因组标记被认为是分离豆类结节基因的最有效方法。因此，我们首先使用多种品种研究了组织碎片的芽的分化能力：大豆，曲木，苜蓿，三叶草和上su。在大多数检查的植物中观察到小芽分化。在某些情况下，在低频中观察到在子叶中观察到发芽，而某些苜蓿品种也显示出与茎的分化。在上面的结果上，确定苜蓿是标记的目标，考虑到植物的大小等。c）茎颗粒形成对植物生长的影响：茎谷物形成如何影响植物的营养吸收，重点是吸收磷。当使用磷酸钙作为磷源培养时，宿主塞斯巴尼亚的生长非常差。因此，在这些条件下生长的植物被茎晶粒接种，并将生长与对照进行比较。结果，与对照组相比，茎元接种植物显示出几乎相等的生长。目前正在调查的原因。