Ⅲ型分泌系を介した宿主－根粒菌相互作用に関する分子基盤の解明

阐明 III 型分泌系统介导的宿主-根际细菌相互作用的分子基础

• 批准号: 16J02058
• 负责人: 日下部 翔平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02058/
• 关键词: 宿主-根粒菌相互作用; 3型分泌系; エフェクター; ミヤコグサ; 防御応答; 防御反応

これまでの研究から、我々はBradyrhizobium elkanii USDA61株の3型分泌エフェクター（T3SSエフェクター）の1つであるNopFがミヤコグサGifu系統(B-129系統)に根粒菌の侵入阻害を誘導することを明らかにした。さらに我々は、ミヤコグサの類縁実験系統のLotus burttiiとミヤコグサMG-20系統では根粒菌の侵入阻害は誘導されないものの、L. burttiiでは根粒の成熟阻害と根粒の早期老化が、ミヤコグサMG-20系統では根粒の早期老化がUSDA61株のT3SSエフェクターによってそれぞれ誘導されることを明らかにした。そこで、根粒菌の感染成立後に誘導される根粒の成熟阻害及び根粒の早期老化に関与するエフェクターを同定するため、iTRAQシステムを利用したUSDA61株の分泌タンパク質の解析から同定されたT3SSエフェクターの機能解析を試みた。その結果、既知のエフェクターであるNopMの破壊株の接種において、野生株のL. burttiiおよびMG-20系統への接種で観察される早期老化根粒が有意に減少することが確認された。この結果から、NopMが根粒の早期老化に関与する原因エフェクターであることが示された。NopFおよびNopMによって発現誘導される遺伝子を解析するため、野生株、nopF破壊株、T3SS破壊株を接種したGifu系統の根及び、野生株、nopM破壊株、T3SS破壊株を接種したMG-20の根におけるRNA-seq解析を行った。その結果、いずれのエフェクターもGifu系統およびMG-20系統に対して防御関連遺伝子の発現を誘導することが確認された。しかし、NopFおよびNopMによって発現誘導される防御関連遺伝子の種類は異なっており、根粒菌の侵入阻害と根粒の早期老化が異なる免疫応答によって誘導されることを明らかにした。

In this study, we investigated the induction of resistance to invasion of Rhizoctonia by type 3 secretion (T3SS) of Bradyrhizobium elkanii USDA61 strain. In this paper, the author points out that the Lotus burttii of the MG-20 system is the resistance to the invasion of Rhizome bacteria. Burttii is the resistance to the maturation of root grains and the early aging of root grains in the MG-20 system. The early aging of root grains in the USDA61 strain T3SS is the resistance to the maturation of root grains. After the establishment of root granule infection, the root granule ripening inhibition and early aging were related to the identification and utilization of iTRAQ gene, and the analysis and function of secretion gene of USDA61 strain were tested. NopM is a wild strain of L. It was confirmed that the burti and MG-20 systems were inoculated with a deliberate reduction in early aging roots. The results show that NopM is related to the early aging of root grains. RNA-seq analysis of NopF and NopM strains induced by inoculation with Gifu system roots and roots, wild, nopM and T3SS strains inoculated with MG-20. The results show that the Gifu system and MG-20 system are related to the induction of defense-related genes. NopF and NopM may induce the differentiation of defense-related genes, resistance to invasion of rhizomere, and early aging of root grains.

项目成果

Bradyrhizobium elkanii USDA61株の3型分泌エフェクターにより誘導される根粒菌の侵入阻害に関与する宿主側因子の解析

埃氏慢生根瘤菌USDA61株3型分泌效应子抑制根瘤菌侵袭的宿主因素分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 日下部 翔平;金子 貴一;安田 美智子;三輪 大樹;岡崎 伸;佐伯 和彦;佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

ミヤコグサにエフェクター誘導性免疫反応を誘導するBradyrhizobium elkanii USDA61株の3型分泌エフェクターの同定

鉴定能在百脉根中诱导效应子诱导免疫反应的埃氏慢生根瘤菌 USDA61 的 3 型分泌效应子

• 发表时间: 2017
• 作者: 日下部 翔平; 金子 貴一; 安田 美智子 三輪 大樹; 岡崎 伸; 佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

ミヤコグサに根粒菌の侵入阻害を誘導する Bradyrhizobium elkanii USDA61 株の 3 型分泌エ フェクター及び宿主側因子の解析

埃氏慢生根瘤菌 USDA61 菌株抑制根瘤菌入侵百脉根的 3 型分泌效应子和宿主因子分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 日下部 翔平;金子 貴一;安田 美智子;三輪 大樹;岡崎 伸;佐伯 和彦;佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

Bradyrhizobium elkanii USDA61株の3型分泌エフェクターはミヤコグサに複数の防御反応を誘導する

埃氏慢生根瘤菌 USDA61 的 3 型分泌效应子在百脉根中诱导多重防御反应

• 发表时间: 2018
• 作者: 日下部 翔平;金子 貴一;安田 美智子;三輪 大樹;岡崎 伸;佐伯 和彦;佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

ミヤコグサのとの相互作用に関与する Bradyrhizobium elkanii USDA61株の3型分泌エフェクターの解析

埃氏慢生根瘤菌 USDA61 菌株与百脉根相互作用的 3 型分泌效应子分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 日下部 翔平; 金子 貴一; 安田 美智子 三輪 大樹; 岡崎 伸; 佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正