根粒菌の多剤排出トランスポーターによる環境適応機構の解析

根瘤菌多药外排转运蛋白的环境适应机制分析

• 批准号: 18780043
• 负责人: 江田 志磨
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18780043/
• 关键词: 根粒菌; 多剤耐性; トランスポーター; 多糖分泌; 根圏

平成18年度の研究により、アルファルファ根粒菌の多剤排出トランスポーター蛋白質TolCが本菌の抗菌物質耐性に関与することが明らかとなった。そこで本年度は、植物が産生する抗菌物質に耐性を持つことが根圏への定着に有利に機能しているかを明らかにするため、tolC遺伝子を破壊した根粒菌株と野生株を用いた接種実験を行った。その結果、tolC遺伝子破壊株接種区では形成される根粒数が著しく低下するだけでなく、形成した根粒に色や形状の異常が認められた。このことは抗菌物質耐性が宿主植物の防御機構を回避するうえで重要な機能を果たしている可能性を示唆する。さらに、TolC蛋白質の機能をさらに詳しく解析したところ、TolCは抗菌物質の排出だけでなく、I型分泌装置と協調して菌体外多糖の合成に関わる酵素の分泌も行っていることが明らかとなった。根粒菌の菌体外多糖は宿主植物の抗菌物質合成を抑制する作用を持つと報告されており、また実際にtolC遺伝子破壊株を接種したアルファルファの根では抗菌物質(フェノール化合物)が蓄積していたことから、根粒菌は抗菌物質への耐性獲得と抗菌物質産生抑制の二つの機構により植物根周辺の環境に適応していると考えられる。tolC遺伝子と相同性を持つ遺伝子が多くの植物関連細菌のゲノムに見つかっている。よって、本研究により得られた成果は、植物と相互作用する細菌に共通する環境適応機構の解明に貢献すると思われる。

2006年的一项研究表明，苜蓿根瘤菌的多药外排转运蛋白tolc参与了对该细菌的抗菌物质的抗性。因此，今年为了澄清植物对植物产生的抗菌物质的耐药性在殖民地植物中是否有利，我们使用了破坏TOLC基因和野生菌株的根瘤菌菌株进行接种实验。结果，在TOLC基因中断菌株接种区域中形成的结节数不仅显着降低，而且在形成的结节中观察到了异常的颜色和形状。这表明抗菌耐药性可能在规避宿主植物的防御机制方面起重要功能。此外，对TOLC蛋白功能的进一步详细分析表明，TOLC不仅排泄抗菌物质，而且还分泌与I型分泌装置合作合成外多糖的酶。据报道，根瘤度的外多糖具有抑制宿主植物中抗菌物质的合成的作用，因为抗菌物质（酚类化合物）在苜蓿根中积累了抗菌基因的根源中的α基因中的抗alfalfa根，因此人们认为，围绕植物的抗体，这种环境受到了两种机制，因此受到了依赖的机制：与植物相关的环境：与种植的环境相关的环境：与种植的环境相关的环境。物质和抑制抗菌物质的产生。与TOLC基因同源的基因已在许多与植物相关的细菌的基因组中发现。因此，从这项研究中获得的结果可能有助于阐明与植物相互作用的细菌常见的环境适应机制。