2019 Fiscal Year Research-status Report
根粒菌3型分泌系と植物免疫を介した根粒共生不全の分子機構解明
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19K05760
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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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 根粒菌 / 共生 / エフェクター / ダイズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイズ根粒菌USDA122株は、そのエフェクタータンパク質NopPを原因としてRj2遺伝型ダイズには窒素固定根粒の形成を誘導することができない（共生不和合性）。本年度は、ダイズへの感染時におけるNopPの植物細胞内への打ち込み、および打ち込まれる場とタイミングについて調査するため、カルモジュリン依存アデニル酸シクラーゼ(Cya)レポーターシステムを利用した解析系を準備した。具体的には、Cya遺伝子を不和合性あるいは和合性のnopP遺伝子の下流に融合させたUSDA122株を作製することができた。次年度は本菌株を使用して、Rj2ダイズ根（主に根毛細胞）および根粒細胞の破砕液におけるNopP-Cyaの存在をサイクリックAMP (cAMP) の定量によって確認する。
また本課題を遂行する過程において、新たにダイズ根粒菌がヌスビトハギ連植物に対してIII型分泌系を介した共生不和合性を示すことを明らかにした。そこでダイズとは異なる植物に対して共生不和合性を誘導するダイズ根粒菌のエフェクターを同定するため、根粒菌ゲノムから推定された40以上のエフェクター遺伝子について各根粒菌破壊株を作製した。作製したいくつかの破壊株は、その野生株で観察されたヌスビトハギ連植物に対する共生不和合性を解除し、正常に窒素固定根粒の形成を誘導した。得られた候補エフェクターによる根粒形成阻害はこれまでに報告例がなく新規の共生不和合性誘導エフェクターであることが予想された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
解析系の構築や、新たなエフェクターを介した共生不和合性の存在を見出したことなど一定の成果が得られた。一方で、Rj2ダイズ細胞内においてNopPと相互作用する植物タンパク質の同定を試みる計画であったが、前段階として必須であった植物細胞内におけるNopPの存在確認には至らなかったこと、および材料であるダイズ種子の充分な確保が遅れたことから進捗がやや遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度構築したCyaレポーターシステムを利用し、NopPの植物細胞内における存在を確認する。また、ヒスチジンタグあるいはFLAGタグ等を融合したNopPを分泌する根粒菌を作製し、Rj2ダイズ細胞内におけるNopPと相互作用するタンパク質をプルダウン解析等で同定を試みる。さらに不和合型NopPに発現応答するダイズ遺伝子をRNAseqにて網羅的に調べ、共生不和合性の誘導に関わる植物側の機構を明らかにしていく予定である。
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Research Products
(3 results)
