Enhanced production of aquatic plant biomass via the design of co-existing bacterial communities

通过共存细菌群落的设计提高水生植物生物量的产量

• 批准号: 18J10181
• 负责人: 石澤 秀紘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10181/
• 关键词: ウキクサ科植物; バイオマス; ファイトレメディエーション; 根圏細菌; 植物成長促進細菌; ウキクサ; 遺伝子解析

本研究課題では、植物の成長を促進する機能を持つ細菌、PGPB(Plant Growth-Promoting Bacteria)をウキクサ科植物に定着させることで、本植物によるバイオマス生産、水質浄化の効率を高めることを目的として行った。前年度、ランダムな遺伝子破壊と次世代シーケンス解析に基づく手法により、PGPBであるAquitalea magnusonii H3がコウキクサに付着する際に重要な役割を果たす遺伝子の推定を行った。本年度は、この解析結果を統計解析や基地の遺伝子との相同性解析に供すことで生物学的な解釈を行った。その結果、細胞外多糖の構造やIV型繊毛といった細胞外構造に加え、鞭毛運動、グルタミン代謝系、c-di-GMPシグナル伝達系といった機能に関する遺伝子がコウキクサへの付着に重要な役割を果たすことが示された。また、各種炭素源の資化や酸化的リン酸化経路に関する遺伝子にも強い関与が認められ、植物から分泌される炭素源を効率的に利用することの必要性も支持される結果となった。また、特に重要と考えられた6種類の遺伝子について個別に破壊株を作成し、野生株との競争条件においてコウキクサへの付着量を評価した。その結果、いずれの遺伝子についても野生株より有意に付着能力に優れる／劣ることが確認され、前年度における解析結果の妥当性が示された。一方、前年度の解析においては走化性の関与は認められなかったが、H3株の持つ4つの走化性関連遺伝子クラスターを全て破壊した破壊株の挙動を調べたところ、実際には走化性も本菌株によるコウキクサへの付着に重大な関与を示すことが明らかとなった。

This study aims to improve the efficiency of plant growth promotion, bacteria and PGPB(Plant Growth-Promoting Bacteria), and to improve the efficiency of plant growth and water quality. Previous year, the first generation of genetic analysis and the next generation of genetic analysis, the basic method, PGPB, Aquitalea magnusonii H3, the first generation of genetic analysis and the second generation of genetic analysis. This year, the results of statistical analysis and identity analysis of base genes are used to analyze biological problems. The results showed that extracellular polysaccharide structure, type IV trichomes, extracellular structure, flagellar movement, metabolic system, c-di-GMP system, and function were related to gene expression and function. In addition, various carbon sources and acidification of the production process related to the development of strong and recognized, plant production and utilization of carbon sources and the need to support the results. 6 species of plants were evaluated for their genetic diversity and for the competitive conditions of wild plants. The results of the analysis showed that the wild plants had the ability to pay intentionally, and the analysis results of the previous year were appropriate. In the past year, the analysis of the relationship between the reverse transformation and the recognition of the relationship between the H3 strain and the H4 strain was carried out. The relationship between the reverse transformation and the recognition of the relationship between the H3 strain and the H4 strain was completely broken. The relationship between the reverse transformation and the recognition of the relationship between the H3 strain and the H4 strain was completely broken. The relationship between the reverse transformation and the recognition of the relationship between the H3 strain and the H4 strain was significantly changed.

项目成果

ウキクサバイオマスの増産へ向けた植物成長促進細菌と阻害細菌との競争関係の解析

植物促生菌与抑制菌竞争关系分析提高浮萍生物量

• 发表时间: 2018
• 作者: 石澤秀紘;黒田真史;井上加奈子;井上大介;森川正章;池道彦
• 通讯作者: 池道彦

Colonization and Competition Dynamics of Plant Growth-Promoting/Inhibiting Bacteria in the Phytosphere of the Duckweed Lemna minor

• DOI: 10.1007/s00248-018-1306-x
• 发表时间: 2019-02-01
• 期刊: MICROBIAL ECOLOGY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Ishizawa, Hidehiro;Kuroda, Masashi;Ike, Michihiko
• 通讯作者: Ike, Michihiko

ウキクサ成長促進細菌の共生化に関与する遺伝子のゲノムワイドスクリーニング

全基因组筛选参与浮萍促生长菌共生的基因

• 发表时间: 2019
• 作者: 石澤秀紘;黒田真史;井上大介;池道彦
• 通讯作者: 池道彦

水環境中における植物成長促進細菌の挙動解明と利用技術の開発

植物促生菌在水环境中的行为阐明及利用技术开发

• 发表时间: 2019
• 作者: 石澤秀紘;黒田真史;井上大介;森川正章;池道彦
• 通讯作者: 池道彦

異なるストレス条件下におけるAquitalea magnusonii H3のコウキクサ成長促進効果に関する検討

不同胁迫条件下白木香H3促进日本曲霉生长作用的研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 多田三菜美;石澤秀紘;黒田真史;井上大介;森川正章;池道彦
• 通讯作者: 池道彦