マメ科植物と根粒菌の共生における一酸化窒素の新しい機能の解明

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昨年度得られたミヤコグサclass1ヘモグロビン遺伝子LjHb1に点突然変異を有する5系統のM3種子の中から、変異をホモで有する個体を選抜した。その結果、点突然変異をホモで有する個体を各系統につき少なくとも1つ得ることができた。十分量の種子が収穫でき次第、共生に対する影響を調べる。各個体から変異LjHb1 cDNAをクローン化した。今後は変異組換えタンパク質を精製し、NO除去活性を調べる。ミヤコグサにミヤコグサ根粒菌を接種した際、根で一過的な一酸化窒素(NO)の発生が見られる。このNO発生を誘導する根粒菌因子の同定を試みた。nodAC欠損変異株を接種した場合でもNO発生は見られたことから、共生のシグナル因子であるNod factorはNO発生に関係しないことが示唆された。ミヤコグサ根粒菌から精製した細胞表層多糖lipopolysaccharide(LPS)を添加すると、一過的なNO発生が観察された。よってNO発生の誘導活性成分がLPSを含む画分に存在することが示唆された。LPSを更に構成要素に分解し、各画分についてNO誘導活性を評価した。その結果、core oligosaccharide(OS)画分に誘導活性があることが分かった。共生と防御応答との関係の研究ためには、ミヤコグサに感染する病原菌を利用することが必要であるが、これまで見つかっていなかった。様々な植物病原菌をミヤコグサの葉に接種した結果、エンドウつる枯れ病菌pseudomonas syringae pv. pisiとジャガイモ青枯れ病菌Ralstonia solanacearum MAFF301522株およびMAFF730135株が葉を枯死させた。枯死は接種葉に限られたことと、接種部位に強いNO発生が観察されたことから、これらの病原菌はミヤコグサに対して非親和性であることが示唆された。