2023 Fiscal Year Annual Research Report
根圏ホロビオント代謝ネットワークの理解による植物生育促進効果の解明
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21H02329
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉山 暁史 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (20598601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 晃規 京都大学, 農学研究科, 助教 (10537765)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 根圏 / ホロビオント / イソフラボン / 遺伝子クラスター / Variovox属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
根圏とは「植物根から影響を受ける領域」と定義される根近傍の土壌領域である。根圏ではでは植物と根圏微生物叢がホロビオントとして一体的に機能すると考えられており、根圏ホロビオント形成に植物特化（二次）代謝産物が重要な役割を担うと考えられてきた。本研究では、植物特化代謝産物の根圏での動態と、それらを代謝する微生物の機能を時空間的に解析することにより、ホロビオント形成の分子機構と植物生育に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。今年度は、前年度までに絞り込んだ候補遺伝子の解析を進めるとともに、Variovorax属のパンゲノム解析を行った。イソフラボンを酸化的に異化する経路の主要な遺伝子群を同定したので、これらの遺伝子を含むクラスターをisoflavone catabolism gene clusterと命名し、ifc遺伝子クラスターを有するVariovorax菌がどのような分布になっているのかを調べた。その結果、ifc遺伝子を有する菌はVariovox属に広く存在するものの、イソフラボンを生産するマメ科植物の根圏から分離された菌株により多く見出された。このことから、ifc遺伝子クラスターを有することでマメ科植物の根圏への定着に有利である可能性が考えられる。さらに、ifc遺伝子を有するVariovox属細菌のイソフラボン存在条件での生育を詳細に解析し、Variovox属細菌がダイゼインを単一の炭素源として生育することができることや、イソフラボン存在条件下での生育抑制が低減されることを見出した。これらの結果について原著論文に取りまとめ発表した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Analysis of isoflavone catabolism pathway of bacteria isolated from soybean roots2024
Author(s)
〇Tomoaki Sato, Hinako Matsuda, Kyoko Takamatsu, Noritaka Aoki, Akinori Ando, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa, Sachiko Masuda, Arisa Shibata, Ken Shirasu, Tomohisa Shimasaki, Kazufumi Yazaki, Akifumi Sugiyama
Organizer
7th International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society
Int'l Joint Research
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[Presentation] Apoplastic beta-glucosidase increases the accumulation of isoflavones in the soybean rhizosphere2023
Author(s)
○Hinako Matsuda, Yumi Yamazaki, Eiko Moriyoshi, Masaru Nakayasu, Shinichi Yamazaki, Yuichi Aoki, Hisabumi Takase, Shin Okazaki, Atsushi J Nagano, Akito Kaga, Kazufumi Yazaki and Akifumi Sugiyama
Organizer
2023 IS-MPMI CONGRESS
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Effect of Isoflavone Structural Diversity on Soybean-Rhizosphere Bacteria Interactions2023
Author(s)
〇Tomoaki Sato, Hinako Matsuda, Kyoko Takamatsu, Noritaka Aoki, Akinori Ando, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa, Sachiko Masuda, Arisa Shibata, Ken Shirasu, Tomohisa Shimasaki, Kazufumi Yazaki, Akifumi Sugiyama
Organizer
KANSAI JSBBA 10th Student Forum
Int'l Joint Research
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