Analysis of interactions between cultivated sweetpotato species and symbiotic micro-organisms mediated by sugar compounds

サツマイモゲノムには、病原性アグロバクテリウム由来のアグロシノピン合成酵素遺伝子の配列が見つかっている。糖類化合物であるアグロシノピンは、特定の微生物によってのみ分解・資化される。このことから、サツマイモは本遺伝子を維持することによって土壌中の有用微生物との相互作用を促進し、悪条件での生長を可能にしていると推定された。本研究では、 サツマイモ野生種および栽培種のIbACSによる生合成産物を分解・資化する微生物群を明らかにすること、また、その微生物がサツマイモ栽培種の生長に与える影響とそのメカニズムを分子レベルで明らかにすることを目指す。IbACS遺伝子のサツマイモにおける機能を明らかにするため、CRISPR/CAS9法により、サツマイモ品種花らんまんのIbACS遺伝子変異体を作出している。変異個体は、野生型個体と比較し、新鮮重が顕著に低下する。変異個体の生育の低下の原因を明らかにするため、植物ホルモン量を調査したところ、変異個体ではサイトカイニン等の生産量はむしろ増加していたため、変異個体の生育の低下の原因は植物ホルモン量ではなく、その他の理由により引き起こされていると考えられた。また、野生型個体、変異個体それぞれの根組織から、細胞分画により細菌細胞層を分離し、メタゲノムDNAを得た。全メタゲノムDNAのアセンブリの結果、1,306,961の塩基配列（コンティグ）を得た。これらをさらに同一微生物由来と推定される配列群にグループ化したところ、75の分別ゲノムが見出された。

サツマイモゲノムには、病原性アグロバクテリウム由来のアグロシノピン合成酵素遺伝子の配列が見つかっている。糖類化合物であるアグロシノピンは、特定の微生物によってのみ分解・資化される。このことから、サツマイモは本遺伝子を維持することによって土壌中の有用微生物との相互作用を促進し、悪条件での生長を可能にしていると推定された。本研究では、 サツマイモ野生種および栽培種のIbACSによる生合成産物を分解・資化する微生物群を明らかにすること、また、その微生物がサツマイモ栽培種の生長に与える影響とそのメカニズムを分子レベルで明らかにすることを目指す。IbACS遺伝子のサツマイモにおける機能を明らかにするため、CRISPR/CAS9法により、サツマイモ品種花らんまんのIbACS遺伝子変異体を作出している。変異個体は、野生型個体と比較し、新鮮重が顕著に低下する。変異個体の生育の低下の原因を明らかにするため、植物ホルモン量を調査したところ、変異個体ではサイトカイニン等の生産量はむしろ増加していたため、変異個体の生育の低下の原因は植物ホルモン量ではなく、その他の理由により引き起こされていると考えられた。また、野生型個体、変異個体それぞれの根組織から、細胞分画により細菌細胞層を分離し、メタゲノムDNAを得た。全メタゲノムDNAのアセンブリの結果、1,306,961の塩基配列（コンティグ）を得た。これらをさらに同一微生物由来と推定される配列群にグループ化したところ、75の分別ゲノムが見出された。