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Molecular mechanism of methanol chemotaxis in methylotrophic bacteria living on the plant leaves

Research Project

Project/Area Number 22K19133
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yurimoto Hiroya  京都大学, 農学研究科, 准教授 (00283648)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords生物間相互作用 / 微生物生理 / 葉面微生物 / 作物増収 / MCPタンパク質 / Cheタンパク質
Outline of Research at the Start

メチロバクテリウム属に代表されるメタノール資化性細菌(C1細菌)は葉面微生物の優占種であり、植物生長促進効果をもつことが知られているが、植物との相互作用の分子機構については未解明な点が多い。本研究では、これまで明らかにされてこなかったC1細菌のメタノール走化性の分子機構を解明し、葉面での優占化メカニズムにおけるメタノール走化性の関与の有無を明らかにすることを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Among the C1-microbes which can utilize one-carbon compounds as the sole source of carbon and energy, methanol-utilizing bacteria such as Methylobacterium spp. are dominant colonizers at the plant leaf surface (phyllosphere). These bacteria are known to have the ability to promote plant growth. In this project, we asked the question, "Is methanol chemotaxis involved in the dominance of C1 bacteria on leaves? To answer this question, we investigated the molecular mechanism of methanol-chemotaxis of Methylobacterium sp. strain OR01 as a model system. We identified several proteins involved in methanol chemotaxis and revealed their importance to phyllosphere colonization.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

C1細菌のメタノール走化性に関与するタンパク質として、MCPタンパク質に加えて、Cheタンパク質群および、べん毛を構成するフラジェリンをコードする遺伝子を同定し、それぞれの葉面定着能への重要性を明らかにすることができた。得られた研究成果は、自然界における植物-微生物間相互作用機構のさらなる理解につながるだけでなく、葉面定着能を高めたC1細菌による作物増収のための微生物製剤や新規栽培技術開発が期待できる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Metabolism-linked methylotaxis sensors responsible for plant colonization in Methylobacterium aquaticum strain 22A2023

    • Author(s)
      Tani Akio、Masuda Sachiko、Fujitani Yoshiko、Iga Toshiki、Haruna Yuuki、Kikuchi Shiho、Shuaile Wang、Lv Haoxin、Katayama Shiori、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi、Kato Junichi
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 14 Pages: 1258452-1258452

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1258452

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 葉面における微生物 -宿主植物相互作用とバイオスティミュラント機能の開発 -2023

    • Author(s)
      阪井康能、由里本博也
    • Journal Title

      日本農薬学会誌

      Volume: 48 Pages: 132-136

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interaction between C1-microorganisms and plants: contribution to the global carbon cycle and microbial survival strategies in the phyllosphere2022

    • Author(s)
      Hiroya Yurimoto, Yasuyoshi Sakai
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 87 Issue: 1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac176

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 循環型C1バイオエコノミーで活用するメチロトロフの代謝生理機能2023

    • Author(s)
      由里本博也、阪井康能
    • Organizer
      環境バイオテクノロジー学会2023年度大会シンポジウム「炭素循環社会の実現に貢献する多様な微生物とその応用」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] C1微生物炭素固定反応による炭素資源利用とバイオ生産への応用2023

    • Author(s)
      阪井康能、由里本博也
    • Organizer
      第75回日本生物工学会大会シンポジウム「微生物炭素固定代謝の多様性に基づく合成生物学」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 植物共生メタノール資化性細菌を活用した作物増収技術の開発2023

    • Author(s)
      由里本博也
    • Organizer
      微生物でみる農学研究の可能性 ~フードテック・機能性食品・グリーンプロダクツ(生物農薬)で成長産業に挑む~
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 葉圏C1微生物の生理・生態から明らかになる新たな炭素循環像とバイオスティミュラントとしての機能開発2023

    • Author(s)
      阪井康能、由里本博也
    • Organizer
      日本農薬学会第48回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Methylobacterium sp. OR01株のメタノール走化性に関わる CheA タンパク質の同定2023

    • Author(s)
      加地奏絵、片山志織、由里本博也、阪井康能
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Methylobacterium sp. OR01 株のアカシソ上での優占化におけるべん毛の重要性2023

    • Author(s)
      片山志織、加地奏絵、由里本博也、阪井康能
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Distribution and survival strategy of methylotrophs in the phyllosphere2022

    • Author(s)
      Yasuyoshi Sakai, Kosuke Shiraishi, Hiroya Yurimoto
    • Organizer
      Phyllosphere 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メチロトローフ細菌由来バイオポリマーによる稲作収量の向上2022

    • Author(s)
      由里本博也
    • Organizer
      C1ケムバイオエコノミーシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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