Material cycling in plant-associated bacteria by metagenome analysis

通过宏基因组分析植物相关细菌的物质循环

• 批准号: 23248052
• 负责人: MINAMISAWA Kiwamu
• 金额: $ 32.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23248052/
• 关键词: 植物共生微生物; メタゲノム解析; 物質代謝; 植物マークロビオーム; メタン酸化; 窒素施肥; 植物マイクロビオーム; 根圏微生物

We investigated bacterial communities in paddy rice with low (LN), standard (SN) levels of N fertilizer application. Metagenome analysis suggested shifts of bacterial communities between LN and SN root microbiomes. The abundances of functional genes for methane oxidation were significantly increased in LN root microbiome. Plants have mutualistic symbiotic relationships with microorganisms by CCaMK. We examined the effect of an OsCCaMK mutant (NE1115). The CH4 flux of NE1115 in the LN field was significantly higher than that of WT, although no difference was observed in the SN field. qPCR and 13C/15N isotopic determinations suggested that CH4 oxidation and N2 fixation were simultaneously activated in the root of WT rice in the LN field, and both processes are likely controlled by OsCCaMK. Metaproteome and CARD-FISH analyses demonstrated that both processes are mediated by type II methanotrophs inhabiting the vascular bundles and epidermal cells of the rice roots.

研究了低(LN)和标准(SN)施氮量水稻中的细菌群落。元基因组分析表明，LN和SN根部微生物群之间的细菌群落发生了转移。根际微生物组中甲烷氧化功能基因的丰度显著增加。CCaMK研究表明，植物与微生物具有互惠共生关系。我们检测了OsCCaMK突变体(NE1115)的作用。NE1115在LN区的CH4通量显著高于WT区，而在SN区的CH4通量无显著差异。定量聚合酶链式反应和13C/15N同位素测定表明，水稻根部甲烷氧化和氮素固定同时被激活，这两个过程可能是由OsCCaMK控制的。代谢蛋白质组和CARD-FISH分析表明，这两个过程都是由栖息在水稻根的维管束和表皮细胞中的II型甲烷氧化菌介导的。

项目成果

Isolation and Genetic Characterization of Aurantimonas and Methylobacterium Strains from Stems of Hypernodulated Soybeans

• DOI: 10.1264/jsme2.me10203
• 发表时间: 2011-06-01
• 期刊: MICROBES AND ENVIRONMENTS
• 影响因子: 2.2
• 作者: Anda, Mizue;Ikeda, Seishi;Minamisawa, Kiwamu
• 通讯作者: Minamisawa, Kiwamu

環境微生物研究とリスク管理

环境微生物研究与风险管理

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本微生物生態学会誌
• 作者: Koji Nishiyama;Kenji Wakimizu;Taichi Maki;Yoshinori Suzuki;Osamu Morita;Kikuro Tomine;池田成志
• 通讯作者: 池田成志

Identification of Mesorhizobium loti Genes Relevant to Symbiosis by Using Signature-Tagged Mutants

利用特征标记突变体鉴定与共生相关的中索根瘤菌基因

• DOI: 10.1264/jsme2.me10213
• 发表时间: 2011
• 期刊: Microbes and Environments
• 影响因子: 2.2
• 作者: Borjigin;N.
• 通讯作者: N.

長崎県水稲葉枯症-発症に伴う体内代謝変化のメタボロミクスによる解析-

长崎县水稻叶枯病 - 与发病相关的体内代谢变化的代谢组学分析 -

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本土壌肥料学雑誌
• 作者: Asakura T;Tamura T;Terauchi K;Narikawa T;Yagasaki K;Ishimaru Y;Abe K;岡崎圭毅
• 通讯作者: 岡崎圭毅

作物根圏における窒素と微生物の相互作用

作物根际氮与微生物的相互作用

• 发表时间: 2013
• 作者: Hasebe;R.;南澤究
• 通讯作者: 南澤究