土壌細菌アグロバクテリウム に近縁な耐塩性根粒菌の可能性について
Project/Area Number |
21K05885
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
Principal Investigator |
馬場 晶子 (笠井晶子) 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 遺伝資源研究センター, 上級研究員 (50414933)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | 耐塩性根粒菌 / Agrobacterium属 / 線状染色体 / 全ゲノム解読 / 進化系統解析 / 遺伝子の水平伝播 / 南西諸島 / Vigna marina (ハマササゲ) / Rhizobium属 / 砂浜適応 / 全ゲノム解析 / 遺伝子の水平伝搬 / ハマササゲ根粒菌 / アグロバクテリウム / 耐塩性 / 共生関連遺伝子の獲得 |
Outline of Research at the Start |
南西諸島の砂浜で繁茂する耐塩性植物ハマササゲの根には、多様な根粒菌が共生して宿主植物の成長に貢献している。なかでも、土壌細菌 アグロバクテリウムに近縁な根粒菌系統は、海水レベルの塩水でも旺盛に増殖できる上に、全てのハマササゲ生息地で普遍的に見つかるものであった。本研究は、日本の砂浜のありふれた土壌細菌が、耐塩性植物を宿主とする耐塩性根粒菌に進化した過程について考察するものである。得られた知見は、塩害地での農業に役立つ耐塩性優良根粒菌の開発へと繋げて行くつもりである。
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Outline of Annual Research Achievements |
ハマササゲ根粒菌のBradyrhizobium属, Sinorhizobium属, Rhyzobium属、3属11株について、NanoporeロングリードとIlluminaショートリードによる全ゲノム解読を実施した。結果として、アグロバクテリウム近縁種の3菌株が線状染色体を第2染色体として持つことが分かった。3菌株の線状染色体の左右の末端について精緻な配列情報に基づく比較を行なったところ、いずれについても末端から200bp程度の位置に200bp程度の緩いコンセサス配列を見出すことができた。また最末端には3菌株間で保存されている配列が検出された。 Rhizobium属細菌の中で、かつてAgrobacterium属とされていたクレードの細菌群が線状染色体を持つらしいということと、線状染色体の末端構造を生成・維持するために第1染色体に座乗するテロメアーゼ遺伝子(telA)が必須であることは既報である。しかしながら、このクレードについて線状染色体末端配列の精緻な情報を体系的に取得、比較した報告は未だにない。そこで、末端配列とtelA遺伝子の比較を通じて、アグロバクテリウム類におけるハマササゲ根粒菌の進化系統的なポジションを明らかにすることを目的に、国内及び海外の保存機関から広くアグロバクテリウム類を取り寄せ、線状染色体末端配列の詳細な解析を行うことを研究計画に加えた。現在、各機関に対して配布申請を終え、取り寄せた菌株からgDNAの抽出を始めたところである。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ハマササゲ根粒菌の全ゲノム解読を支援した九州大学グループの知見により、アグロバクテリウム近縁根粒菌の線状染色体についての解析が進み、アグロバクテリウム類における線状染色体の獲得という新たな進化系統研究への展開が示された一方で、本研究の当初の目的であった、根粒菌としての機能獲得、遺伝子の水平伝播についての研究を進展することができなかった。全ゲノムの配列情報をもとにハマササゲ根粒菌3属(Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Rhyzobium)間の比較ゲノム解析を行うことのできる共同研究者を探す必要がある。
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Strategy for Future Research Activity |
国内及び海外の保存機関から広く取り寄せたアグロバクテリウム類について、線状染色体末端配列の詳細な解析を行い、末端配列およびテロメアーゼ遺伝子の比較を通じて、アグロバクテリウム類におけるハマササゲ根粒菌の進化系統的なポジションを明らかにする。さらに、根粒菌としての機能に着目したハマササゲ根粒菌3属(Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Rhyzobium)間の比較ゲノム解析を推進することにより、アグロバクテリウム近縁種が根粒菌としての機能を獲得した過程について進化ゲノム解析を深める。 昨年度からの課題である異種ハマササゲ根粒菌の混合接種試験については、同所的に単離された共生細菌について徹底的に調べることとし、根粒菌以外の根圏細菌についても単離と接種を試みる。ハマササゲ根粒菌とハマササゲ根圏細菌の収集品を拡充するために、昨年度に引き続き、奄美群島からの根粒菌の採集・解析を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)