植物におけるもう一つの酸性環境適応戦略：微生物共生ネットワークの分子基盤

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22380042
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 江澤 辰広 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40273213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青野 俊裕 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (10372418)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: アーバスキュラー菌根菌 / 共生 / 菌類ウィルス / 植物 / 耐酸性 / リン酸 / dsRNA

Research Abstract

耐酸性菌根菌が植物の耐酸性獲得において果たす役割を明らかにするために、以下の実験を行った。
1. 耐酸性菌根菌による植物の耐酸性獲得のメカニズム：先駆植物であるススキに耐酸性および酸性感受性菌根菌を接種し、強酸性（pH 3.2）および弱酸性（pH 5.4）の土壌において栽培したところ、pH 5.4では菌根菌の接種の有無や菌根菌の種類に関わり無くススキは正常に生長したのに対し、pH 3.2では耐酸性菌根菌を接種した場合のみ正常に生長した。このとき、菌根経路のススキリン酸輸送体 (MsPT3) および土壌のリン酸を吸収する（直接経路の）リン酸輸送体 (MsPT2) の各遺伝子発現量を調べたところ、MsPT3は菌根菌のリン酸供給量に関わらず、菌根菌接種により発現したのに対し、MsPT2の発現量は宿主のリン酸獲得量に反比例していた。これらのことは、直接経路を担うMsPT2の遺伝子発現量が菌根菌からのリン酸供給レベルをよく反映することを示唆していた（投稿準備中）。
2. 耐酸性菌根菌の遺伝子レパートリー：耐酸性菌根菌であるRhizophagus sp. HR1株の根外および根内菌糸において発現している遺伝子（mRNA）をIlluminaにより網羅的に配列決定し、菌根菌のリン酸輸送や耐酸性に関与すると推定される多数の候補遺伝子を同定したことで、本菌におけるリン酸吸収の分子基盤を明らかにした（投稿準備中）。
3. 耐酸性菌根菌が保持するウィルス探索：耐酸性菌Rhizophagus clarus RF1株が保持するRc_MV1-RF1 を新規に同定した。さらに、Rhizophagus sp. HR1株のトランスクリプトームデータ（前述）の中から、偶然、本ウィルスと相同性の高いウィルスRhizophagus_MV-like_ssRNA-HR1を同定した（Kitahara et al. 2014）。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A unique mitovirus from Glomeromycota, the phylum of arbuscular mycorrhizal fungi (2014)
  • Author(s): Kitahara, R., Ikeda, Y., Shimura, H., Kitahara, R., Masuta, C., and Ezawa, T.
  • Journal Title: Arch. Virol. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s00705-014-1999-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of arbuscular mycorrhizal fungal communities with respect to zonal vegetation in a coastal dune ecosystem (2013)
  • Author(s): Kawahara A., and Ezawa T.
  • Journal Title: Oecologia Volume: 173 Pages: 533-543
  • DOI: 10.1007/s00442-013-2622-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ninety-year-, but not single, application of phosphorus fertilizer has a major impact on arbuscular mycorrhizal fungal communities (2013)
  • Author(s): Cheng Y., Ishimoto K., Kuriyama Y., Osaki M., and Ezawa T.
  • Journal Title: Plant and Soil Volume: 365 Pages: 397-407
  • DOI: 10.1007/s11104-012-1398-x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Responses of arbuscular mycorrhizal fungal communities to soil acidity: acid-tolerant fungi are the generalists that occur in a wide range of soil pH (2013)
  • Author(s): Kawahara, A., An, G-H., Miyakawa, S., Sonoda, J., and Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] Responses of arbuscular mycorrhizal fungal communities to Striga-susceptible and -resistant maize cultivars that differ in strigolactone secretion profile (2013)
  • Author(s): Arakawa, R., Yoneyama, K., Ishimoto, K., Yoneyama, K., Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] Structural and functional dynamics of arbuscular mycorrhizal fungal communities during revegetation by endemic species in a Mediterranean ecosystem (2013)
  • Author(s): Wakatsuki, Y., Kawahara, A., Ruthrof, K., Dell, B., and Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] Viruses in arbuscular mycorrhizal fungi: a new player in the symbiosis (2013)
  • Author(s): Kitahara, R., Ikeda, Y., Shimura, H., Masuta, C., and Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] Acid-tolerant arbuscular mycorrhizal fungi provide an alternative pathway of plant nutrient uptake in acidic soil (2013)
  • Author(s): Kawahara, A. and Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
  • Invited
• [Presentation] Detection of acid phosphatase activity in the rhizosphere of arbuscular mycorrhizal plant (2013)
  • Author(s): Sato, T., Matsuda, K., Ezawa, T., Cheng, W., and Tawaraya, K.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] LjPAP3 encoding purple acid phosphatase involved in P-transfer in the plant-fungal interface of arbuscular mycorrhiza (2013)
  • Author(s): Saito, K., Osada, Y., Nakiri, K., Saito, M., and Ezawa, T.
  • Organizer: 7th International Conference on Mycorrhizas
  • Place of Presentation: India Habitat Centre, New Delhi, India
  • Year and Date: 20130106-20130111
• [Presentation] 菌根誘導性パープル酸性ホスファターゼのRNAi系統を用いたポリリン酸局在解析
  • Author(s): 齋藤勝晴・名切孝介・松本忠大・齋藤雅典・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] 耐酸性アーバスキュラー菌根菌は広範な環境に分布するジェネラリストである―フィールド調査およびモデル実験の統合―
  • Author(s): 河原 愛・安 起弘・宮川 祥江・園田 順・江沢 辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] 多様なウィルスを保持するアーバスキュラー菌根菌Glomus sp. RF1株－2.9 kb-RNAウィルスのゲノム構造と系統進化学的位置－
  • Author(s): 北原涼子・池田庸二・志村華子・増田税・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌におけるポリリン酸超集積－無機イオン輸送およびエネルギー供給に関わる 遺伝子群の網羅的解析－
  • Author(s): 菊池裕介・谷千春・土方野分・半田佳宏・川口正代司・齋藤勝晴・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] 植生回復に伴う土壌生成がアーバスキュラー菌根菌の生態および生理機能に及ぼす影響－西オーストラリアにおける固有種を用いた採石跡地の修復プロジェクト－
  • Author(s): 若槻由加・河原愛・Katinka Ruthrof・Bernard Dell・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] Ninety-year-, but not single, application of chemical fertilizer has a significant impact on AM fungal communities
  • Author(s): Cheng, Y., Ishimoto, K., Kuriyama, Y., Osaki, M., and Ezawa, T.
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 鳥取大学（鳥取）
• [Presentation] アルミニウム耐性植物ススキのリン酸吸収を担う直接および菌根経路 －強酸性土壌におけるリン酸輸送体遺伝子群の発現と菌根経路の重要性－
  • Author(s): 河原愛・佐藤理子・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] 菌根菌に対する受容性が異なるトウモロコシ品種における菌根／リン応答性とストリゴラクトン分泌特性
  • Author(s): 荒川竜太・米山香織・小林創平・米山弘一・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] 桜島降灰地における植生発達段階とアーバスキュラー菌根菌群集の撹乱耐性
  • Author(s): 工藤史帆・河原愛・菊池裕介・荒川竜太・田中淳・佐藤亜貴夫・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] ウイルス誘導性遺伝子サイレンシングを用いたアーバスキュラー菌根菌の菌糸内リン酸輸送解析
  • Author(s): 菊池裕介・内尾圭文・齋藤勝晴・増田税・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌におけるポリリン酸超集積の分子機構－Na+共役型リン酸吸収経路に関わる遺伝子群の発現制御とNa+集積－
  • Author(s): 横山楓・菊池裕介・土方野分・半田佳宏・川口正代司・齋藤勝晴・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] アルミニウム耐性植物ススキのリン酸吸収を担う直接および菌根経路－遺伝子発現および系統解析から推定するリン酸輸送体遺伝子の機能分化－
  • Author(s): 佐藤理子・菊池裕介・河原愛・江沢辰広
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸が浸出する酸性ホスファターゼ活性の低リン条件下における応答
  • Author(s): 佐藤匠・程為国・江澤辰広・俵谷圭太郎
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌におけるBaas Becking仮説の検証－多重環境フィルタを生き抜く「最強ジェネラリスト」存在の可能性－
  • Author(s): 江沢辰広・河原 愛・荒川竜太
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
  • Invited
• [Book] 植物の生育を助ける微生物「菌根菌」，環境と微生物の事典 (2014)
  • Author(s): 江沢辰広
  • Total Pages: 印刷中
  • Publisher: 朝倉書店
• [Book] Detection and characterization of mycoviruses in arbuscular mycorrhizal fungi by deep-sequencing, Methods in Molecular Biology, I. Uyeda and C. Masuta Ed. (2014)
  • Author(s): Ezawa, T., Ikeda, Y., Shimura, H., and Masuta, C.
  • Total Pages: 印刷中
  • Publisher: Springer Protocol, Humana Press Inc. NJ, USA