窒素栄養に応答した根粒共生抑制の制御機構の解析

氮营养抑制根瘤共生的调控机制分析

• 批准号: 17J02948
• 负责人: 西田 帆那
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of Tsukuba (2018)The Graduate University for Advanced Studies (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J02948/
• 关键词: 根粒共生; 硝酸応答; ミヤコグサ; 転写因子

マメ科植物は窒素栄養の乏しい土壌において根粒共生を行うが、土壌中に硝酸などの窒素栄養が十分に存在する場合には宿主植物が根粒共生を抑制することが知られている。昨年度までの研究により、NLP転写因子をコードするNITRATE UNRESPONSIVE SYMBIOSIS1 (NRSYM1)が硝酸による根粒共生抑制制御において中心的な役割を担う因子であることを明らかにした。ミヤコグサ突然変異体nrsym2は、高濃度の硝酸存在下でも成熟した根粒を形成する変異体であり、その原因遺伝子は転写因子をコードする。本年度はNRSYM2が高濃度の硝酸に応答して根粒形成の抑制因子であるCLE-RS2遺伝子の発現を直接誘導することにより根粒形成数を負に制御することを明らかにした。NRSYM1/2は様々な標的因子を使い分けることにより根粒共生を多面的に制御していると予想される。そこで次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより、野生型、nrsym1変異体、nrsym2変異体およびnrsym1 nrsym2二重変異体での網羅的な遺伝子発現比較を行い、硝酸による根粒共生初期の抑制制御においてNRSYM1/2の下流で働く遺伝子群を探索した。また、根粒共生の正の制御因子であるNIN転写因子の標的遺伝子の発現パターンを調査した結果、野生型では根粒菌感染によるNIN標的遺伝子の発現誘導が硝酸処理によって抑制されたが、nrsym1 nrsym2二重変異体では硝酸処理によるNIN標的遺伝子の発現誘導の抑制が見られなかった。さらに、NIN標的遺伝子のプロモーターとNRSYM1およびNRSYM2タンパクが相互作用することが明らかになった。以上のことからNRSYM1/2がNIN標的遺伝子のプロモーター領域に結合し、NINによる標的遺伝子の発現誘導を阻害することによって根粒菌感染を抑制する可能性が示唆された。

The root and grain symbiosis of the host plant is inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant is inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant is inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant is inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant are inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant are inhibited when the root and grain symbiosis of the host plant are inhibited. In the previous year's study, the NLP factor was determined by NITRATE UNRESPONSIVE SYMBIOSIS 1 (NRSYM 1), which was determined by the root symbiosis inhibition factor of nitric acid. In the presence of high concentrations of nitric acid, the formation of mature root grains is due to the presence of various factors. This year, the inhibition factor of root grain formation due to high concentration of NRSYM2 and nitric acid was directly induced by CLE-RS2 gene, and the inhibition factor of root grain formation due to negative control was clearly detected. NRSYM 1/2 is a multi-faceted symbiotic control factor. Comparison of the development of the next generation RNA-seq, wild-type, nrsym 1, nrsym 2, and nrsym 1/2 mutants, and the inhibition of the early stages of root-grain symbiosis by nitric acid, and the exploration of downstream gene subgroups. The results of investigation of the expression of NIN target gene in the positive control factor of root-grain symbiosis showed that the expression of NIN target gene in wild-type root-grain fungus infection was induced by nitric acid treatment and inhibited by nitric acid treatment, and the expression of NIN target gene in nrsym1 nrsym2 double variant was inhibited by nitric acid treatment. NIN-labeled molecules interact with each other. The above mentioned NRSYM 1/2 shows the possibility of inhibiting Rhizopus infection by inhibiting the induction of NIN target genes in the field of binding and NIN target genes.

项目成果

NITRATE UNRESPONSIVE SYMBIOSIS 1 mediates control of root nodule symbiosis in response to nitrate

硝酸盐无反应共生 1 介导响应硝酸盐的根瘤共生控制

• 发表时间: 2017
• 作者: Hanna Nishida;Sachiko Tanaka;Yoshihiro Handa;Momoyo Ito;Takashi Soyano;Masayoshi Kawaguchi;Takuya Suzaki
• 通讯作者: Takuya Suzaki

NRSYM1は硝酸に応答して根粒共生を抑制する

NRSYM1 抑制对硝酸盐反应的根瘤共生

• 发表时间: 2017
• 作者: 西田帆那;田中幸子;半田佳宏;伊藤百代;征矢野敬;川口正代司;寿崎拓哉
• 通讯作者: 寿崎拓哉

LACK OF SYMBIONT ACCOMMODATION controls intracellular symbiont accommodation in root nodule and arbuscular mycorrhizal symbiosis in Lotus japonicus

• DOI: 10.1371/journal.pgen.1007865
• 发表时间: 2019-01
• 期刊: PLoS Genetics
• 影响因子: 4.5
• 作者: Takuya Suzaki;N. Takeda;Hanna Nishida;Motomi Hoshino;Momoyo Ito;Fumika Misawa;Y. Handa;K. Miura;M. Kawaguchi

硝酸に応答した根粒形成制御におけるNRSYM1及びNRSYM2の役割

NRSYM1 和 NRSYM2 在控制硝酸盐结节形成中的作用

• 发表时间: 2019
• 作者: 西田 帆那;鈴木 孝征;伊藤 百代;野元 美佳;多田 安臣;西嶋 遼;川勝 泰二;川口 正代司;寿崎 拓哉
• 通讯作者: 寿崎 拓哉

How do plants cease root nodule symbiosis under nitrate-sufficient conditions?

在硝酸盐充足的条件下，植物如何停止根瘤共生？

• 发表时间: 2018
• 作者: Hanna Nishida;Sachiko Tanaka;Yoshihiro Handa;Takamasa Suzuki;Momoyo Ito;Takashi Soyano;Masayoshi Kawaguchi;Takuya Suzaki
• 通讯作者: Takuya Suzaki