マメ科植物と窒素固定根粒菌との共生系を利用したファイトレメディエーション

利用豆科植物和固氮根瘤菌之间的共生系统进行植物修复

基本信息

批准号：
12875155
负责人：
室岡義勝
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

マメ科植物と根粒菌との共生関係を利用して、生物的窒素固定能に加えて重金属集積能等を付与した多機能共生系の優れたモデル系を構築する目的で下記の研究を行った。1)緑肥植物、レンゲソウヘの組み換え根粒菌の感染とその根粒形成:グラム陰性菌で複製可能なpBBRおよびpRKベクターを用いて、先に筆者等がレンゲソウ根粒より分離同定した根粒菌、Rhizobium huakuii subsp. rengei B3株を形質転換した。このベクターに、最近大腸菌で大量発現させたヒトメタロチオネイン 4量体遺伝子を組み込み、前年度取得したバクテロイド中で発現するプロモーターの下流に組み込んで、レンゲソウの根粒菌内でメタロチオネイン遺伝子を高発現させた。宿主側の緑肥植物、レンゲソウ(Astragallus sinicus cv. Japan)にメタロチオネイン遺伝子を導入した根粒菌を感染させ、試験管内で根毛内に根粒を形成させた。バクテロイドで発現するnifのプロモーター下流に組み換えたメタロチオネイン遺伝子を導入した根粒菌を感染させた植物体では、対照区の植物体と比較してカドミウムの吸収含有量が増大した。2)レンゲソウヘのメタロチオネイン遺伝子の導入:筆者らは先に、アグロバクテリウム・リゾゲネスの系を用いて、レンゲソウの根にGUS遺伝子を発現させた。さらに、昨年度アグロバクテリウム・チュメファシエンスを用いたヴァキューム・インフイルトレーション法によるインプランタ形質導入に成功した。そこで、この植物発現用ベクターにメタロチオネイン遺伝子を組み込み、先のアグロバクテリウムの導入系を用いて、レンゲソウに感染させた。メタロチオネイン遺伝子の有無を2,700のT1植物体で確認したが、遺伝子を保持している個体は存在しなかった。そこで、現在、再分化系での導入を進めている。

利用豆类与根瘤菌之间的共生关系，进行了以下研究，为多功能共生系统构建了出色的模型系统，以赋予生物氮固定能力以及重金属积累能力。 1）在绿色肥料植物，念珠及其结节形成中感染重组根瘤菌：使用可以通过革兰氏阴性细菌复制的PBBR和PRK载体，我们转化了根瘤菌，根瘤菌Huakuii subsp。 Rengei B3菌株，我们先前使用PBBR和PRK载体从念珠念珠的结节中分离并鉴定出来。该载体结合了最近在大肠杆菌中表达的人金属硫蛋白四聚体基因，并在上一年获得的细菌中表达的启动子的下游掺入，并允许在糖浆根瘤菌中高表达金属硫蛋白基因。寄主绿色肥料植物，阿斯特拉加鲁斯·西尼卡斯简历。日本感染了根西硫蛋白基因引入的根瘤菌，并在试管中的根毛中形成结节。感染了根瘤菌基因的根瘤菌感染的植物，与对照部分相比，在菌落中表达的NIF启动子的下游重新组合，镉吸收含量增加。 2）糖浆中的金属硫蛋白基因的引入：作者首先使用risogenes riasogenes系统在糖浆根中表达了GUS基因。此外，去年，使用农杆菌tumefaciens成功地植入了植入。因此，将金属硫蛋白基因掺入了该植物表达载体中，并使用上述农业引入系统感染了糖浆。在2,700种T1植物中证实了金属硫蛋白基因的存在或不存在，但是没有携带该基因的个体。因此，我们目前正在努力将其引入重新分化的系统中。