紅藻スサビノリと付着細菌のインドール酢酸を介した共生機構の研究

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K15583
• Research Institution: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• Principal Investigator: 松田 竜也 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 水産領域, 任期付研究員 (00849086)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 海藻 / 付着細菌 / インドール酢酸

Outline of Annual Research Achievements

養殖ノリであるスサビノリには多数の細菌が付着しており、その一部はスサビノリの生育を促進させる有用な細菌であるとされる。これまで、薬剤処理した葉状体の成長を部分的に回復する細菌Neptunomonassp.BPy-1（NBRC108560）がついて植物の生長促進因子の一つであるインドール酢酸（IAA）を合成することを明らかにしてきたが、そのメカニズムについては不明であった。本研究では、IAAに着目し、その代謝経路を明らかにし、海藻との共生機構を解明する事を目的とした。Neptunomonas sp. BPy-1（NBRC108560）の全ゲノムシーケンスから、インドール酢酸 (IAA) 合成関連遺伝子を探索した。トリプトファンを起点とする細菌のインドール酢酸合成経路（IPA経路、TAM経路、IAM経路、IAN経路）のうち、IAM経路の合成酵素を見出し、その遺伝子が恒常的に発現していた。このことから、トリプトファンの存在によってIAAの合成が起こるため、IAA合成の調節はトリプトファンの存在量に依存する可能性が考えられた。次に、IAAが藻体に及ぼす影響を調べるため、IAAをスサビノリ葉状体に添加したが、その成長に変化はなかった。一方、紅藻イバラノリでも、IAAのみの添加では成長に影響はなかったが、抗生物質を共添加したところ、その成長が有意に抑制された。このことから、付着細菌はIAAの合成だけでなく分解等の機構で海藻の生育に影響を与える可能性が考えられた。