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ミヤコグサ根粒菌ゲノムの多様性・可塑性の解析に基づく共生システム分子基盤の解明

基于百脉根根瘤菌基因组多样性和可塑性分析阐明共生系统的分子基础

基本信息

批准号：
16013225
负责人：
佐伯和彦
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nara Women's University
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16013225/
关键词：
ミヤコグサ根粒菌遺伝子水平移動 nod遺伝子分泌系

项目摘要

ミヤコグサと共生する根粒菌の菌株間の差異に注目し、共生アイランドの構造上の相違と機能上の相違の相関、アイランド外のゲノム領域の共生における意義を調べるために、以下の実験を行った。1)ミヤコグサ根粒菌の菌株比較:4種の宿主を用いて、国内外でミヤコグサと近縁種の根粒から単離された15菌株について、共生アイランドに特異的な構造と宿主域を検定した。国内の6株はどれもTypeIIIタンパク質分泌装置、ニュージーランドや北米の9株はいずれもTypeIV装置の遺伝子群を持つと見積もられた。国内の6株はいずれもL.japonicusともL.corniculatusとも共生したが,ミヤコグサ近縁種Lotus pedunculatusには根粒を形成しても共生不能で、木本のマメ科植物ギンネムLeucaena leucocephalaには根粒形成しなかった。一方、ニュージーランドと北米で単離の9株はいずれもL.pedunculatusとL.leucocephalaに根粒を形成したが、両者に共生可能なものは4株で、残り5株は窒素固定不能であった。分泌系との関連は現在検証中である。2)共生アイランド水平移動モデル化に向けたリコンビナーゼ系の開発:インテグラーゼ・ファミリーに属する配列特異的なリコンビナーゼの標的配列(FRTやRS)をsingle-crossoverによりゲノムに組込む方法を確立した。3)ミヤコグサに早期老化根粒を形成するインゲン根粒菌の異種相補実験:インゲン根粒菌株Rhizobium etli CE3株は、M.lotiと同じNod因子を産生し、ミヤコグサと不完全な共生を行う。整列化コスミドクローンとその派生物を個々別々に導入した結果、R.etliとミヤコグサの共生を部分的に高めるクローンを13得てきた。アセチレン還元法によりニトロゲナーゼ活性測定を行った結果、コスミド非導入株では感染2週間後にほぼ活性を失うのに対し、これらクローン導入株ではより窒素固定活性が長期にわたり保持されていた。さらに、共生能の向上は根粒数の持続的増加による量的なものと根粒数の変わらぬ質的なものの2種に分別された。個別責任遺伝子の同定と効果の加算性を検討しつつある。

The differences between rhizomere strains in the symbiosis field, the structural and functional differences in symbiosis field, and the significance of symbiosis in the symbiosis field were discussed. 1) Comparison of Rhizome Strains:4 host species were isolated from 15 strains, and the host domain was identified. 6 strains in China are classified as Type III secretion devices, 9 strains are classified as Type IV secretion devices, and 9 strains are classified as Type IV secretion devices. The six plants in China have symbiosis with L. japonica and L.corniculatus, and they are close to the species Lotus pedunculatus. They have symbiosis with L. japonica and L. corniculatus. They have symbiosis with Leucaena leucocephala. The root grains of L.pedunculatus and L.leucocephala were formed in 9 plants, and the symbiosis of L.pedunculatus and L.leucocephala was possible in 4 plants and 5 plants. Secretion system and correlation are in evidence. 2)The development of symbiotic cross-over system with horizontal cross-over is established. 3) The early aging root grains of Rhizobium etli were formed in the early stage of the aging process, and the heterosis of Rhizobium etli was completed. 3 strains of Rhizobium etli, M.loti and Nod factors were produced in the early stage of the aging process. The results of the integration process are as follows: The results of the enzyme activity assay showed that the enzyme activity of the non-introduced strain was lost 2 weeks after infection, and the enzyme activity of the introduced strain was maintained for a long time. In addition, the symbiotic energy increases in the number of root particles and the number of root particles increases in the quantity of root particles and the quality of root particles increases in the quantity of root particles. Individual responsibility is the same as the result of the additive investigation.