2019 Fiscal Year Annual Research Report
Systemic regulation of symbiotic nitrogen fixation by a signal compound transported via vascular bundles
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15K07103
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| Research Institution | Aichi University of Education |
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Principal Investigator |
菅沼 教生 愛知教育大学, その他部局等, 理事・副学長 (40179114)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 共生 / 窒素固定 / マメ科植物 / 根粒菌 / 変異体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マメ科植物に共生した根粒菌が発揮する共生窒素固定活性を制御する維管束を介した宿主植物由来の全身的なシグナルを解明するために、①Fix-変異体Ljsyp71で特異的に発現が変動する遺伝子が関与する代謝関連物質がLjsyp71変異体の変異形質に及ぼす影響、②新規と思われるFix-変異体の表現型解析と原因遺伝子の同定に取り組んだ。その結果、以下の点が明らかになった。
1.isoflavone 7-O-methyltransferaseをコードする遺伝子が、野生型の実生に比べLjsyp71変異体の実生において発現が増大し、他のFix-変異体sen1とfen1の実生では発現の増大が見られないことが明らかになった。そこで、当該遺伝子が関与する物質代謝経路の前駆体及び生成物で入手可能なLiquiritigenin、Naringenin、Daidzein、Genistein、PrunetinをLjsyp71変異体に投与し、変異形質に及ぼす影響を検討した。処理方法として、植物の第一葉の葉を切除し、葉柄にこれらの物質を含む寒天片を差し込む、あるいは、これらの物質を含む溶液を満たしたマイクロチューブのフタに穴をあけ、穴から葉柄を差し込む方法により行った。その結果、寒天片を用いた場合、DaidzeinにLjsyp71の植物体重量と根粒重量を有意に増大させる効果が認められた。
2.原因遺伝子が未同定の新規Fix-変異体F53及びF176では、次世代シークエンサーを用いた解析によって、これまでのマッピングの結果から原因遺伝子が存在すると予想される領域に原因遺伝子の候補が得られなかったことから、他の領域に原因遺伝子が存在する可能性を連鎖解析によって検討した。しかしながら、両変異体ともに原因遺伝子が存在すると思われる領域を特定するに至らなかった。
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