Molecular analysis of salt tolerance in an ectomycorrhizal fungus, Cenococcum geophilum

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03824
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 練 春蘭 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 准教授 (40376695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 範久 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00282567) ; 後藤 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60323474) ; 森長 真一 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 外生菌根菌 / 耐塩性 / Cenococcum geophilum / RNA-seq解析 / ゲノムワイド関連解析 / GWAS

Outline of Annual Research Achievements

東日本大震災による津波被害を受けた地域では土壌の塩分濃度が高いために、通常よりも耐塩性の高い苗木による海岸マツ林の再生復元が喫緊の課題となっている。これまでマツの耐塩性については検討されたことがあるが、樹木の養分吸収を行うだけでなく、耐塩性を付与できる菌根菌についての研究は不足している。本研究では、海岸林に生息するマツと共生する菌根菌で広域分布種であるCenococcum geophilum菌（以下Cg）に着目し、Cg菌の耐塩性の分子基盤を明らかにすることを目的とした。
日本、中国とフィンランドの針葉樹林と広葉樹林から、合計70以上Cgの菌株を分離した。それぞれのCg菌株を異なる塩濃度（0、50、125、250、500 mM NaCl)で培養し、耐塩性の評価を行った。耐塩性の強い（500mM NaClで成長した）と弱い（125mM NaClで成長しなかった）のCg菌株について、それぞれ３菌株を選び、DNAとRNAを抽出し、ゲノムワイド関連解析（GWAS）とRNA-seq解析を実施している。また、その6菌株について、Cg菌・マツ共生系を作成している。さらに、予備実験として、海水を用いて、マツ（クロマツ、アカマツ、アイグロマツ）の耐塩性も評価した。よりCg菌株を得るため、カナダ、タイとアルゼンチンの共同研究者にCg分離を依頼した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画の通りに、進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

今後、全世界各地からCg菌株を集め、ゲノムワイド関連解析とRNA-seq解析を用いて、Cgの耐塩性関連遺伝子を明らかにする。また、耐塩性遺伝子を同定するため、Cg菌に働かせるCRISPR/Cas9システムを構築する試みである。