ＥＰＳ生産性窒素固定エンドファイトによるイネの生育促進と分子メカニズム

产EPS固氮内生菌对水稻的促生长及分子机制

• 批准号: 18J12765
• 负责人: 新庄 莉奈
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya 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-18J12765/
• 关键词: イネ; エンドファイト; 窒素固定; EPS; Burkholderia

本年度は、Burkholderia vietnamiensis RS1株により促進される窒素形態を明らかにするため、硝酸を15Nでラベルした硝酸アンモニウムを施用し、非接種区とRS1株接種区で15Nの吸収量を比較した。その結果、RS1を接種したイネでは非接種区のイネと比べて、硝酸態窒素をより多く吸収していることが明らかになった。一方アンモニア態ではそのような増加が見られなかった。このことからRS1株を接種したイネでは、特に硝酸態窒素の吸収が促進されていることが示された。またB. vietnamiensis RS1株は、高酸素濃度に応答してEPSを生産し、液体培地を固化させる性質を持つ。RS1株におけるEPS生成と窒素固定活性の関連性を明らかにするため、大気酸素濃度条件でEPSを生産しない変異株を作出した。RS1株のゲノムへトランスポゾン配列をランダムに挿入し変異体群を作出した。これら変異体群のスクリーニングの結果、大気酸素濃度条件下でも液体培地を固化しない１変異体が選抜された。この変異体では、野生株と比較して、窒素固定活性（ARA）および窒素固定関連遺伝子(nifH、 nifD、 nifK)の発現が顕著に低下していた。さらにインバースPCR法によってトランスポゾン挿入部位を調べたところ、膜タンパク質であるDsbDをコードする遺伝子(dsbD)にトランスポゾンが挿入されていることが明らかとなった。以上の結果からdsbD遺伝子がEPSの生成や分泌に関与し、酸素存在下におけるin vitroでの窒素固定活性の維持に不可欠であることが示唆された。またこのdsbD変異株をイネに接種したところ、イネ根への侵入、硝酸体窒素の吸収促進、および生育促進がRS1株（野生株）と比較して顕著に低下し、dsbD遺伝子がイネへの感染および生育促進に深く関与している可能性が示された。

This year, Burkholderia vietnamiensis RS1 strain was promoted to increase the uptake of 15N in the non-inoculated area and RS1 strain inoculated area. The results showed that RS1 was inoculated in the non-inoculated area, and nitrate was absorbed in the non-inoculated area. A party lost its status, but it increased its visibility. This is the first time that a plant has been inoculated with nitrate.またB. vietnamiensis RS1 strain, high acid concentration, EPS production, liquid culture, solidification, properties The relationship between EPS production and hormone fixation activity of RS1 strain was studied. RS-1 strain has been selected for the first time. The results showed that the concentration of different species was higher than that of different species in liquid culture. Compared with wild plants, the expression of ARA and NifH, NifD and NifK decreased significantly. In addition, the PCR method can be used to adjust the position of the input part, the quality of the membrane, the DsbD, the dsbD, and the input part. The above results indicate that the production and secretion of dsbD gene are related to the maintenance of protein fixation activity in vitro in the presence of acid. The possibility of inoculation, root invasion, nitrate uptake promotion, and fertility promotion of RS1 strain (wild strain) was shown.

项目成果

Comprehensive analysis of the mechanisms underlying enhanced growth and root N acquisition in rice by the endophytic diazotroph, Burkholderia vietnamiensis RS1

• DOI: 10.1007/s11104-020-04506-3
• 发表时间: 2020-04
• 期刊: Plant and Soil
• 影响因子: 4.9
• 作者: Rina Shinjo;A. Tanaka;D. Sugiura;Takamasa Suzuki;Kazuma Uesaka;Yumiko Takebayashi;M. Kojima;H. Sakak

Burkholderia vietnamiensis による生育促進効果の植物種間差異

越南伯克霍尔德菌促生长作用的植物种类差异

• 发表时间: 2018
• 作者: Aiko Tanaka;Daigo Takemoto;Takamasa Suzuki;Kazuma Uesaka;Nobuo Yamaguchi;Motoyasu Otani;Osamu Nakayachi;Nobukazu Tanaka;新庄 莉奈，田中 愛子，近藤 始彦
• 通讯作者: 新庄 莉奈，田中 愛子，近藤 始彦

Contributions of extracellular polysaccharides to nitrogen fixation in Burkholderia vietnamiensis”

“细胞外多糖对越南伯克霍尔德氏菌固氮的贡献”

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinjo R;Tanaka A;Kondo M
• 通讯作者: Kondo M

Physiological and molecular mechanisms of enhanced rice root development inoculated with Burkholderia vietnamiensis

越南伯克霍尔德菌促进水稻根系发育的生理和分子机制

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinjo R;Tanaka A;Suzuki T;Takemoto D;Kondo M
• 通讯作者: Kondo M

Draft Genome Sequence of Burkholderia vietnamiensis Strain RS1, a Nitrogen-Fixing Endophyte Isolated from Sweet Potato

越南伯克霍尔德氏菌菌株 RS1 的基因组序列草案（一种从甘薯中分离的固氮内生菌）

• DOI: 10.1128/mra.00820-18
• 发表时间: 2018
• 期刊: eCollection
• 作者: Shinjo R;Uesaka K;Ihara K;Sakazaki S;Yano K;Kondo M;Tanaka A
• 通讯作者: Tanaka A