2018 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of a novel symbiosis pathway in legume-rhizobium symbiosis(Fostering Joint International Research)
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15KK0276
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
岡崎 伸 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40379285)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2018
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| Keywords | 根粒形成 / エフェクター / マメ科植物 / 共生 / ３型分泌系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、フランス農業開発研究国際協力センターのGiraud博士のグループと共同して根粒菌Nod factorに依存しないマメ科植物の根粒形成機構の解明を目指している。今年度の研究実績の概要は以下のとおりである。
（１）ダイズへの根粒形成における根粒菌エフェクターの解析は主に日本側で行なった。ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株のエフェクター候補遺伝子ORF5208をin-frameで欠失させたBE5208株を作成して根粒形成能力をUSDA61野生株と比較した。USDA61株はNod factor受容体変異ダイズEn1282へ根粒形成するのに対し、BE5208株は完全に根粒形成を失った。さらに、BE5208株にORF5208を相補した結果、当該株はダイズEn1282へ根粒形成した。以上の結果から、ORF5208がNod factorに依存しない根粒形成を担うエフェクターであることが証明された。
（２）フランス側と共同してクサネム共生菌STM6978株のエフェクターNop380004の解析を行い、Nop380004が３型分泌機構で分泌されること、植物細胞（Nicotiana benthamiana）の核に局在すること、クサネムの根部に遺伝子導入した場合、根粒様組織を誘導することを明らかにした。以上の結果は、根粒菌エフェクターが単独でマメ科植物の根粒形成シグナルを起動できることを示した初めての事例であり、植物と微生物の共進化を紐解く鍵となる重要な知見と考えられる。また、本エフェクターを利用することで、将来的にはイネやコムギなどNF受容機構のない非マメ科植物への根粒形成に貢献することが期待される。上記クサネム共生菌のエフェクターについては、原著論文にまとめ国際誌に投稿した。
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