2023 Fiscal Year Annual Research Report
Adaptation of plants to nutrient deficiencies through the establishment of a plant-microbe holobiont
| Project Area | Co-creation of plant adaptive traits via assembly of plant-microbe holobiont |
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| Project/Area Number |
21H05150
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
晝間 敬 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20714504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大森 良弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20398390)
田畑 亮 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任講師 (30712294)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Keywords | 超個体 / 内生糸状菌 / 細菌群 / 窒素枯渇 / 安定同位体 / トリプトファン / 二次代謝物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の成長を実験室だけでなく圃場環境でも促進する糸状菌Colletotrichum tofieldiae (Ct) のCt4株について、その植物成長促進機構を探索した。本年度は、Ct4株の窒素が枯渇した環境下での植物成長促進効果を探るため、安定同位体15Nでラベルした硝酸を菌糸に与え、15Nが植物へと供給されるかどうかについて詳しく調査した。その結果、Ct4株は近縁のC. incanumと比較して顕著に15Nを植物へと供給することが判明した。一方で、この15N輸送にシロイヌナズナの硝酸トランスポーターNRT2.1/NRT2.2/NRT2.4/NRT2.5は必須ではないことが判明した。次に、リン欠乏環境においては植物のトリプトファン由来の二次代謝物がCtの過剰増殖を抑え共生関係を維持するためには必須であることが先行研究により明らかになっている。一方で、窒素枯渇条件ではCtは該当二次代謝物が欠損した変異体においても若干の低下は認められるものの植物成長を促し、Ctによって根圏に誘引される細菌群の1種がいると野生型と遜色ないレベルで植物成長を促すことが判明した。さらには、Ctはアブラナ科植物だけでなく、キク科のレタスの植物成長促進を窒素枯渇かつ有菌条件では促すことが明らかになった。以上から、窒素枯渇条件で他の微生物が存在する環境では、植物のトリプトファン由来の二次代謝物は必須ではないことが示唆され、この栄養依存的かつ微生物依存的な仕組みがCtがアブラナ科植物を超えて植物成長を促すことができる基盤であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
