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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Enhanced production of aquatic plant biomass via the design of co-existing bacterial communities

Research Project

Project/Area Number 18J10181
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

石澤 秀紘  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Keywords植物成長促進細菌 / ウキクサ / 遺伝子解析
Outline of Annual Research Achievements

水圏の植物成長促進細菌であるAquitalea magnusonii H3が宿主に付着するメカニズムを明らかにすべく、遺伝子破壊株を用いた付着関連遺伝子のスクリーニングを行った。まず、ランダムにゲノム中1箇所に変異を導入したH3株を5万株含む破壊株ライブラリを作成した。また、この破壊株ライブラリを用いて、欠損していた遺伝子の種類とコウキクサへの付着効率の変化の関係を調べたところ、破壊株が得られた3661の遺伝子のうち188個について、欠損により有意に付着効率が低くなることが分かった。その多くは運動性、シグナル伝達、細胞外多糖の合成に関わるタンパク質をコードしており、これらの機能が植物への付着過程に重要な役割を果たすことが強く示唆された。逆に、23個の遺伝子は欠損により付着効率がかえって高くなる傾向を示していたことから、H3株のゲノム中には植物体への付着を抑制する働きを持った遺伝子も一定数存在することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

H3株のゲノム全体をほぼ網羅する遺伝子について付着過程への関与を評価できており、水圏における植物ー微生物共生系の成立機構について大きな手掛かりを得ることができた。計画通り、次年度以降に各遺伝子機能に関する詳細な検討を行える状態になったことから、(2)おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

得られた付着関連遺伝子について、その代謝経路上の関連を解析し、現状のデータから、特に重要と考えられる機能をピックアップする。これらにの機能に関する破壊株を作成し、個別にその特徴づけを行っていくことで、付着メカニズムの詳細を明らかにする。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Colonization and Competition Dynamics of Plant Growth-Promoting/Inhibiting Bacteria in the Phytosphere of the Duckweed Lemna minor2019

    • Author(s)
      Ishizawa Hidehiro、Kuroda Masashi、Inoue Kanako、Inoue Daisuke、Morikawa Masaaki、Ike Michihiko
    • Journal Title

      Microbial Ecology

      Volume: 77 Pages: 440~450

    • DOI

      10.1007/s00248-018-1306-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Genome Sequences of Two Plant Growth-Inhibiting Bacteria, Acinetobacter ursingii M3 and Asticcacaulis excentricus M6, Isolated from Duckweed (Lemna minor)2018

    • Author(s)
      Ishizawa Hidehiro、Kuroda Masashi、Inoue Daisuke、Ike Michihiko
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 7 Pages: e01092-18

    • DOI

      10.1128/MRA.01092-18

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ウキクサ亜科植物の形態的特徴と成長速度および水質浄化能との相関解析2019

    • Author(s)
      石澤秀紘, 黒田真史, 井上大介, 池道彦
    • Organizer
      第53回日本水環境学会
  • [Presentation] 植物成長促進細菌の導入後におけるコウキクサ共生細菌群集の動態2018

    • Author(s)
      石澤秀紘, 黒田真史, 井上大介, 森川正章, 池道彦
    • Organizer
      日本水処理生物学会第55回大会
  • [Presentation] ウキクサバイオマスの増産へ向けた植物成長促進細菌と阻害細菌との競争関係の解析2018

    • Author(s)
      石澤秀紘, 黒田真史, 井上加奈子, 井上大介, 森川正章, 池道彦
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
  • [Presentation] 異なるストレス条件下におけるAquitalea magnusonii H3のコウキクサ成長促進効果に関する検討2018

    • Author(s)
      多田三菜美, 石澤秀紘, 黒田真史, 井上大介, 森川正章, 池道彦
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
  • [Presentation] コウキクサ共生細菌における種間競争と共存機構2018

    • Author(s)
      石澤秀紘, 黒田真史, 井上加奈子, 井上大介, 森川正章, 池道彦
    • Organizer
      日本微生物生態学会第32回大会
  • [Presentation] 様々な排水を用いたウキクサバイオマス生産ポテンシャルの評価2018

    • Author(s)
      牧田晟洋, 石澤秀紘, 黒田真史, 池道彦
    • Organizer
      環境技術学会第18回年次大会
  • [Presentation] Community dynamics of duckweed-associated bacteria and its relation to host production2018

    • Author(s)
      Ishizawa, H., Kuroda, M., Inoue, D., Ike, M.
    • Organizer
      Workshop on Advanced Low-Carbon Biotechnology Core to Core Program A. Advanced Reserach Networks
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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