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

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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。