2022 Fiscal Year Annual Research 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 | Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine |
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Principal Investigator |
菅原 雅之 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90742776)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 根粒菌 / ダイズ / エフェクター / 共生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Bradyrhizobium属の一部のダイズ根粒菌は、Rj2遺伝型ダイズに窒素固定根粒の形成を誘導しないことが明らかとされている。この共生不和合性の原因は根粒菌のIII型分泌系から分泌されるNopPエフェクターと、宿主側の抵抗性タンパク質Rj2のアミノ酸残基の違いによることが明らかとされている。本研究では不和合性根粒菌によるRj2ダイズの応答機構を明らかにするため、根粒菌を接種したダイズ根における網羅的遺伝子発現解析をRNA-Seqにより実施した。その結果、nopP変異株（和合菌株）接種区と比較して不和合菌を接種した根における酸化ストレス、細胞壁の構築や維持に関わる遺伝子が、感染初期段階に有意に高発現していることが明らかとなった。加えて、フラボノイド類の生合成遺伝子、および植物-病原菌相互作用に関わる遺伝子が高発現していた。さらに根毛における遺伝子発現を調査した結果、特にフェニルプロパノイド生合成に関わる多くの遺伝子と、MAPK経路の遺伝子が高発現していた。したがって、植物側の免疫系が活性化することにより不和合性根粒菌の感染を制御していることが示唆された。
新たにダイズ根粒菌のIII型分泌系を不活性化させることで、本来は共生しないヌスビトハギ連植物メドハギに対して有効根粒の形成が誘導されることを明らかにした。一方で、この不和合性に対して根粒菌NopPは関与しなかったため、未知のエフェクターが原因であることが示唆された。
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Research Products
(1 results)
