2013 Fiscal Year Annual Research Report
防御応答メカニズムを利用して成立したマメ科植物ー根粒菌共生の進化プロセスの検証
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23688007
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
中川 知己 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (90396812)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 防御応答 / 共生応答 / 受容体 / 分子進化 |
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| Research Abstract |
CERK1が防御応答だけではなく共生応答にも必須である可能性について、菌根菌が共生するイネのCERK1遺伝子破壊株を用いて解析を行った。その結果、oscerk1変異体においては、菌根菌共生が表皮で停止することが明らかとなった。その一方でOsCERK1と受容体複合体を形成することでキチン防御応答を起動することが知られているCEBiPの遺伝子破壊株oscebipでは正常な菌根菌共生が観察された。したがってキチン応答ではなくCERK1が菌根菌共生に必須であり、CERK1は防御と共生の二面的機能を持つことが判明した。
我々の以前の解析結果から、マメ科植物で根粒菌共生応答を起動するNFR1は、非マメ科植物で防御応答を担うCERK1から進化したことが示唆されていた。共生菌を受け入れるためのプログラムを起動するNFR1が、なぜ正反対の病原菌を排除する役割を持つCERK1から進化したのかは謎であったが、今回の我々の結果から、そもそも非マメ科植物のCERK1自体が共生機能を持ち、それがNFR1への分子進化につながった可能性が示唆された。その一方でなぜCERK1が正反対の二面的な機能を持つのか？という新たな疑問が生じた。
菌根菌共生は最初の陸上植物であるコケ植物で成立したと考えられている。我々は菌根菌共生の原点であるコケ植物でキチン防御応答および菌根菌共生のメカニズムを解析することで、CERK1の二面的機能の意義について明らかにできると考えている。これまでに整備されているコケのモデル植物であるゼニゴケおよびヒメツリガネゴケは、菌根菌共生をしない例外的な種である。そこで我々は現在、菌根菌共生を行うフタバネゼニゴケを用いて解析基盤の整備を開始した。現在までにフタバネゼニゴケにおいてもCERK1が1コピーのみ保持されていることや、キチン防御応答と菌根菌共生が観察できることを確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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