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2016 Fiscal Year Annual Research Report

New insight into plant acid tolerance: physiological and molecular mechanisms of acid tolerance through mycorrhizal formation

Research Project

Project/Area Number 26292034
Research InstitutionHokkaido 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) 増田 税  北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60281854)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsアーバスキュラー菌根菌 / 遺伝子サイレンシング / 共生 / 植物ウィルスベクター / リン酸
Outline of Annual Research Achievements

I. リン酸長距離輸送に関わる水輸送体遺伝子の同定
AM菌Rhizophagus clarusの水輸送体遺伝子RcAQP3の水輸送活性を酵母形質転換系により確認した。また、この遺伝子のノックダウンによりAM菌のリン酸輸送速度が低下し、植物へのリン酸供給量も低下した。これらのことは、この水輸送体が菌糸内のリン酸輸送の駆動力を伝える役割を担っていることを強く示唆する。本知見に関する論文が今年度、公表された (Kikuchi et al., 2016)。
II. 共生菌から植物へのリン酸放出を担うリン酸排出輸送体の同定
トランスクリプトーム解析から根内菌糸で強く発現するリン酸輸送体遺伝子として同定されたRcPHO1は、植物のリン酸排出輸送体遺伝子と相同性が高く、AM菌から植物根細胞へのリン酸移行を担うと予測された。そこで、この遺伝子を植物ウイルスベクターによりノックダウンしたところ、植物へのリン酸供給量が低下し、AM菌の形態形成や感染量にも変化が観察された。また、いもち病菌の持つPHO1相同遺伝子をノックアウトすると、培地中へのリン酸放出が止まると共に、このノックアウト株にRcPHO1を形質転換するとリン酸放出活性が復活した。これらのことは、RcPHO1がAM菌においてリン酸放出を担う輸送体遺伝子をコードしている証拠である。さらに、RcPHO1の細胞内局在性を調べるために、RcPHO1のC末端合成ペプチドに対する抗体を作製し、免疫電顕による観察やGFPタグを連結したRcPHO1をいもち病菌に形質転換したものの、細胞内での局在性は特定できなかった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Aquaporin-mediated long-distance polyphosphate translocation directed towards the host in arbuscular mycorrhizal symbiosis: application of virus-induced gene silencing2016

    • Author(s)
      Kikuchi, Y., Hijikata, N., Ohtomo, R., Handa, Y., Kawaguchi, M., Saito, K., Masuta, C. and Ezawa, T.
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 211 Pages: 1202-1208

    • DOI

      10.1111/nph.14016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 第二,第三次技術革新が開くアーバスキュラー菌根共生研究―栄養共生機構・生態・ビジネス展望―2016

    • Author(s)
      江沢辰広
    • Journal Title

      日本土壌肥料学雑誌

      Volume: 87 Pages: 64-69

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 菌根経路からのリン酸吸収に対するネギのトランスクリプトーム応答2016

    • Author(s)
      港 翔平・中西夏輝・丸山隼人・永野 惇・江沢辰広
    • Organizer
      菌根研究会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌における耐酸性形質の分子基盤:比較トランスクリプトーム解析を利用した耐酸性遺伝子の探索2016

    • Author(s)
      中西夏輝・丸山隼人・江沢辰広
    • Organizer
      菌根研究会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌におけるPHO1型リン酸排出輸送体は宿主へのリン酸移行に関与する2016

    • Author(s)
      丸山隼人・横山 楓・菊池裕介・中西夏輝・阿部歩・曾根輝雄・斎藤勝晴・増田 税・江沢辰広
    • Organizer
      菌根研究会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] Rhizophagus clarus―ウイルス間相互作用に駆動される酸性土壌適応:大陸間隔離株の共通ウイルスは酸性土壌において正の選択圧を受ける2016

    • Author(s)
      鈴木芽以・中西夏輝・丸山隼人・俵谷圭太郎・増田税・江沢辰広
    • Organizer
      菌根研究会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌 Rhizophagus clarus の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性のリン酸応答.菌根研究会大会2016

    • Author(s)
      蜂矢志保実・佐藤匠・江沢辰広・程為国・俵谷圭太郎
    • Organizer
      菌根研究会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌から宿主へのリン酸供給機構:PHO1リン酸排出輸送体の機能2016

    • Author(s)
      丸山隼人・横山楓・菊池裕介・中西夏輝・阿部歩・曾根輝雄・斎藤勝晴・増田税・江沢辰広
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌大陸間隔離株における:同一ウイルスの存在が示唆する宿主―ウイルス共生の起源2016

    • Author(s)
      鈴木芽以・前田太郎・小林裕樹・川口正代司・俵谷圭太郎・増田税・江沢辰広
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [Presentation] アーバスキュラー菌根菌における耐酸性形質の分子基盤へのアプローチ2016

    • Author(s)
      中西夏輝・江沢辰広
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [Presentation] Release of acid phosphatase from extraradical hyphae of arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus clarus under low P condition2016

    • Author(s)
      Takumi Sato, Tatsuhiro Ezawa, Weiguo Cheng and Keitaro Tawaraya
    • Organizer
      Organic Phosphorus Workshop 2016
    • Place of Presentation
      Windermere (Lake District, UK)
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Inorganic polyphosphates in mycorrhiza. In: T. Kulakovskaya ed., Biological Function of Polyphosphates in Eukaryotic Cells2016

    • Author(s)
      Ezawa, T., Tani, C., Hijikata, N. and Kikuchi, Y.
    • Total Pages
      pp. 49-60
    • Publisher
      Springer International Publishing
  • [Book] Phosphorus metabolism and transport in arbuscular mycorrhizal symbiosis. In: F. Martin ed., Molecular Mycorrhizal Symbiosis2016

    • Author(s)
      Saito, K. and Ezawa, T.
    • Total Pages
      pp. 197-216
    • Publisher
      John Wiley & Sons

URL: 

Published: 2018-01-16  

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