2018 Fiscal Year Annual Research Report
Rhizobial protein secretion systems regulating symbiotic interaction with soybean
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15K20868
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菅原 雅之 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90742776)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エフェクター / 植物免疫系 / 根粒形成 / 根粒菌 / ダイズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では根粒菌の3型および6型タンパク質分泌系が及ぼすマメ科植物との共生相互作用への影響およびその分子機構を解明し、宿主植物根圏における根粒菌の感染戦略と共生進化のメカニズムの理解を目的とした。
Rj2遺伝型ダイズは、ダイズ根粒菌USDA122による根粒形成を特異的に制限する「共生不和合性」を示す。研究開始当初までUSDA122の3型タンパク質分泌系がその共生不和合性の原因であることがわかっていたが、その原因となるエフェクタータンパク質は同定されていなかった。本課題では、原因エフェクターを同定するためRj2遺伝型ダイズ品種Hardeeの根粒形成を誘導するUSDA122の突然変異株を8株取得した。それらのドラフトゲノム解析と遺伝子変異株の解析から、nopPを不和合性原因エフェクター遺伝子として同定した。また、和合性根粒菌との比較およびnopP遺伝子点変異株を用いた解析から、USDA122のNopPタンパク質に見受けられる特異的な3つのアミノ酸残基が共生不和合性を決定していることを明らかにした。またUSDA122は感染段階において、Rj2ダイズの防御応答マーカー遺伝子PR2の顕著な発現上昇と、感染系形成が著しく抑制されることを明らかにした。以上の結果から、Rj2ダイズはNopPの特異的なアミノ酸残基の違いを抵抗性タンパク質Rj2を介して認識し、植物病原応答と同様の免疫系（エフェクター誘導性免疫）により根粒菌を選抜していることを明らかにした。
ダイズと根粒共生するBradyrhizobium属根粒菌は、そのゲノム情報から6型タンパク質分泌系をコードする遺伝子を共通して保有している。ダイズ根粒菌における6型分泌系のダイズとの共生における機能を理解するため、遺伝子変異株を作製した。遺伝子変異株は野生株と比較してダイズに対する根粒形成能力において有意な差は認められなかった。
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Research Products
(5 results)
