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根粒菌の植物共生能に関与する大規模なゲノム再編成メカニズムの解明

阐明根瘤菌参与植物共生能力的大规模基因组重排机制

基本信息

批准号：
22KJ3119
负责人：
原沙和
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3119/
关键词：
遺伝子水平伝播根粒菌適応進化比較ゲノム

项目摘要

マメ科植物に共生する根粒菌のゲノムには共生に必須な遺伝子が集まる「共生アイランド(SI)」領域が存在し、SIは水平伝播により獲得される。Bradyrhizobium属は根粒菌として知られるが、土壌や非マメ科植物根でも普遍的に棲息し、宿主環境により適応的なゲノム構造は異なると考えられる。本年度では、非マメ科植物ソルガムに内生する当属細菌に着目し、分離株のゲノム情報からゲノム構造の特徴、SIの保存性、SI転移痕跡の有無を明らかにした。また、SI欠失・獲得現象のモニタリングのための蛍光標識株の設計および予備試験を開始した。ソルガム根から分離された当属細菌のゲノム解析を行なったところ、ソルガム内生菌はほとんど（36分離株中35株）SIを持たないことが明らかになった。したがって非マメ科植物根ではSI非保有株が優占化する可能性が示唆された。また選択的に分離されたSI保有株38株と上記分離株を合わせるとB. ottawaense種内において特異的にSI保有・非保有株が混在することが明らかになった。したがって当種では非マメ科植物根圏において、これまで考えられてきたよりも高頻度でSIの水平伝播が起こっていると考えられた。さらに一部のSI非保有株にはSI近傍にSI転移痕跡様配列（tRNA部分反復配列）が存在することが明らかになった。以上を踏まえてB. ottawaense分離株(SI保有、非保有それぞれ11株)を用いて、植物根圏での動態解析の予備試験を行なった。SI保有、非保有株を特異的に検出するプライマーを設計し、qPCRにより検出できることを確かめた。またB. ottawaense SG09を用いて、蛍光(DsRed, GFP)標識株の設計を行なった。

The symbiotic rhizomere of plants in this family exists in the symbiotic (SI) domain and is acquired in the SI horizontal domain. Bradyrhizobium is a genus of rhizobacteria. It is widely used in the root system of plants in the family Bradyrhizobium. It is suitable for the host environment. This year, the plant species of both families were identified as bacteria, isolates, structural characteristics, SI preservation, and presence or absence of SI migration traces. The design and preparation of the LED logo plant began with the design and preparation of the LED logo. The results showed that there were 35 strains isolated from 36 strains of endophytes, and there were 35 strains isolated from 36 strains of endophytes. The possibility of non-dominant plant growth in non-dominant plant roots is demonstrated. 38 isolated strains were selected from among the five selected strains. Otawaense intraspecific, specific, SI, non-reserved, mixed, and unreserved. The root cycle of non-family plants is very frequent. A part of the SI non-retained strain is located in the vicinity of the SI shift trace alignment (tRNA part repeated alignment). The above is a step B. Otawaense isolates (SI, non-retained and 11) were used in the preliminary study on the dynamic analysis of plant root rings. SI retention, non-retention plant identification, design, qPCR identificationまたB. Otawaense SG09 is designed with DsRed (GFP).