Elucidation of the rhizosphere microbiota assemblage process in soybean with focus on metabolite-metabolite interactions

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根圏とは「植物根から影響を受ける土壌領域」のことであり、根圏に生息する微生物は、植物の養分吸収促進、ストレス耐性向上などに寄与することが知られている。植物は根圏に代謝物を分泌することで、根圏に生存に好ましい微生物叢を形成すると考えられている。本研究では、ダイズ根から分泌されるイソフラボンによるダイズ根圏微生物叢形成プロセスを明らかにすることを目的とした。そして、植物代謝物による根圏微生物叢形成プロセスを「①植物根からの分泌」「②土壌中の動態」「③微生物叢への影響」の3つの段階に分けて考えることとした。本年度は、昨年度に引き続きダイズ根アポプラストに局在するβ-グルコシダーゼに関する研究に取り組み、このβ-グルコシダーゼによるイソフラボン配糖体の脱配糖化によりダイズ根圏のイソフラボン蓄積量が増加することを示した。その成果をまとめた原著論文が2023年1月に国際誌であるPlant and Cell Physiology誌に受理された。本論文は本雑誌のCommentaryにも取り上げられ、当該研究分野において注目度の高い内容であったと言える。イソフラボン配糖体に比べて非配糖体は、根粒菌のnod遺伝子の誘導活性が顕著に高いのにもかかわらず、根粒形成や細菌叢形成へのβ-グルコシダーゼ機能喪失の影響は見出されなかった。この一因として、輸送体によってイソフラボン非配糖体が供給されているためにβ-グルコシダーゼ機能喪失の影響が軽減されている可能性が考えられた。また、イソフラボンに加えて、根から12 cm以上移動可能という特徴を持つ揮発性有機化合物（Volatile organic compounds, VOCs）に着目した実験を開始した。国外の共同研究先のグループに2か月間滞在し、実験および解析方法を習得した。