2008 Fiscal Year Annual Research Report
菌根共生系の窒素代謝機構とその土壌圏の窒素循環における意義
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20380044
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 雅典 Tohoku University, 大学院・農学研究科, 教授 (40355079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 勝晴 信州大学, 農学部, 准教授 (40444244)
青野 俊裕 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (10372418)
藤井 毅 東北大学, 農業環境技術研究所・生物生態機能研究領域, 上席研究員 (00354100)
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| Keywords | 菌根 / 共生 / 窒素代謝 / 窒素循環 / ポリリン酸 / アーバスキュラー菌根菌 |
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| Research Abstract |
本研究では、植物とアーバスキュラー菌根菌(AM菌)との共生システムにおいて、AM菌の植物の窒素吸収への寄与、および窒素に関わる代謝制御機構を解明し、土壌圏窒素循環におけるAM共生の意義を探ることを目的とする。
(1) 窒素吸収へのAM菌の寄与、及び窒素がリン酸吸収移行に及ぼす影響 : 土壌リン酸水準を変えて、2種類のAM菌(Glomus属)を接種してネギのリン吸収と、根内のポリリン酸濃度を調べたところ、AM菌のリン酸吸収促進には長鎖のものより短鎖のポリリン酸が効いていることを明らかにした。また、AM菌のポリリン酸蓄積に及ぼす窒素の影響について検討を行い、窒素がAM菌リン酸吸収の制限因子になっている証拠を得た。
(2) 窒素の主要移行態であるアルギニンの細胞内局在性 : アルギニンは菌糸内で遊離アミノ酸の90%以上を占める。AM菌糸内のアルギニン局在を調べるため、アルギニンtRNA合成酵素遺伝子をクローニングし、Xpressエピトープタグを付加させたアルギニンtRNA合成酵素遺伝子を高発現する大腸菌を作成した。今後、本組換え酵素を用いて、免疫電顕を行うことでアルギニンの検出を行う。
(3) 植物側の窒素栄養が菌根菌の窒素・リン代謝に及ぼす影響 : 当初の計画であったウレアーゼ遺伝子の単離は、Glomusのゲノム解析を通じて米国の研究チームが先行していることが明らかになり、競合しないように研究方針の転換を模索中。AM菌(G.intraradices)のアルカリホスファターゼについてはタンパク質レベルでの解析が皆無であったため、アルカリホスファターゼ遺伝子がコードする推定アミノ酸配列情報を元に、抗体を作製した。この抗体を用いたウェスタン解析の結果、菌根の膜タンパク質画分にのみ単一バンドが検出された。
(4) AM菌形質転換法の開発 : 本年度はニンジン毛状根とAM菌のin vitro二重培養系の効率的培養件の検討を進めた。
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