2018 Fiscal Year Research-status Report

マメ科植物の地域適応に関与する根粒菌のゲノム進化－共生関係の創出維持機構の解明－

Research Project

Project/Area Number	18K14784
Research Institution	Lake Biwa Museum
Principal Investigator	大槻達郎滋賀県立琵琶湖博物館, 研究部, 学芸技師 (60760189)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	ゲノム進化 / 地域適応 / 共生 / 根粒菌 / マメ科植物
Outline of Annual Research Achievements	マメ科植物-根粒菌共生系において、宿主特異性に関与する共生遺伝子群の進化を理解することは、共生関係の創出・維持機構の解明に不可欠である。材料のハマエンドウ(海浜性)は、一部が淡水の水辺に進出している種である。これまでの研究では、水辺に進出した本種のエコタイプ（湖岸タイプ）は、淡水の湖岸において海浜タイプのものよりも成長することが示されている。また、湖岸・海浜エコタイプに付着した根粒菌に着目すると、根粒形成に関与するnod遺伝子の配列が異なることが明らかとなっている。しかし、根粒菌の宿主特異性および地域特異的なゲノム進化については未解明である。本研究では根粒菌の接種実験を行い、宿主特異性の程度を明示する。また次世代シーケンサーを用いた解析により、水辺・海浜における根粒菌のゲノム進化を明らかにする。それらを総合して、水辺・海浜における植物-根粒菌共生系の創出・維持機構を解明することを目的とする。今年度は根粒菌の単離培養系の確立と系統解析、実験環境の整備を主として研究計画を進めた。根粒菌は予定通り湖岸と海浜のものを採集することはできた。また、本年度すべき実験・解析環境の整備は、ほぼ予定通りに進めることができた。しかし、単離培養系の確立に関しては予定通りに進んでいない。所属機関で使用できる設備が限られており、現在単離培養の諸条件の検討している段階である。そのため、地域株の系統解析まで研究を進めることはできなかった。これから単離培養を進めていく予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 今年度は研究環境の整備に時間が費やしたため、予定通りに研究が進まなかった。また、解析機材のトラブルがあり、本来すべきnodBC配列と16SrRNA遺伝子の配列に基づく系統解析ができなかった。培養する空間が当初予定していたものより小さかったため、実験スケジュールを変更する必要があったのも一因である。根粒菌のサンプリングはほとんど済んでいるため、来年度は外注で対応する予定である。
Strategy for Future Research Activity	今後は根粒菌の培養系の確立を最優先とし、順次系統解析、地域種の選定を行う。ハマエンドウに付着する根粒菌のサイズや数についてはほとんど知見がないため、接種実験を行うことで、ハマエンドウの成長に関係しているかについてもしっかりデータを取得する。次年度は次世代シーケンサーの解析を予定しているので、根粒菌の接種実験まで研究を進めていきたい。
Causes of Carryover	・新しく導入する予定であったソフトが2019年5月にバージョンが変わることが分かったため、次年度に購入することにした。2019年5月後半に購入する予定である。約70,000円・新しく使用するDNA抽出キット（FTAカード製品, GEヘルスケア）の一部が在庫切れであり、次年度に購入することとなった。2019年4月に購入済みである。20,314円・その他、根粒菌のシーケンスまで進んでおらず、プライマー制作費（外注）として50,000円が未使用である。2019年5月中には制作したいと考えている。