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リゾビトキシン生産能付与による微生物感染促進技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11556012
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東北大学

研究代表者

南澤 究 (南沢 究)  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70167667)

研究分担者 遊橋 健一  日本学術振興会, 特別研究員
江面 浩  筑波大学, 農林学系・遺伝子実験センター, 助教授 (00332552)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
2002年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2001年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1999年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワードリゾビトキシン / ダイズ / 根粒菌 / アグロバクテリウム / エチレン / マメ科植物 / ミヤコグサ / サイラトロ / デサチュラーゼ / ダイズ根粒菌
研究概要

(1)リゾビトキシン生合成:リゾビトキシン生合成遺伝子のDNAシーケンスと遺伝子破壊による機能解析を行ったことろ、rtxA遺伝子のN末側がセリノール合成、rtxA遺伝子のC末側がジヒドロリゾビトキシン(DRT)合成、新規のrtxCはリゾビトキシン(RT)合成に関与することが推定された。特に、DRT desaturaseであると考えられた。中間体や前駆物質投与実験の結果、遺伝子破壊実験の結果からRT生合成系の推定を行い、RT合成には少なくとも、rtxAとrtxCが必須であることを明らかにした。
(2)エチレンがマメ科植物の根粒形成に及ぼす影響:有限型根粒を形成するマメ科植物のミヤコグサおよびサイラトロにおいても、内生エチレンが根粒形成抑制を起こすことを明らかにし、異種変異エチレンレセプターCm-ERS1/H70Aをマメ科モデル植物ミヤコグサに導入することによりエチレン低感受性ミヤコグサの作出を試みたところ、根粒形成に変化が表れた。
(3)根粒形成におけるリゾビトキシンの役割:リゾビトキシンは、エチレン合成系のACC合成酵素の強力な阻害剤であることを明らかにした。リゾビトキシン非生産変異株により、リゾビトキシンは宿主植物根のエチレン発生を抑えることにより、根粒形成および競合力を、共生成立後期に高めていることが判明した。
(4)リゾビトキシン生産能の付与による形質転換効率の改善:Agrobacteriumを用いた形質転換系において、リゾビトキシンのアナログを添加すると形質転換効率の上昇した。B.elknaiiのリゾビトキシン生合成遺伝子rtxACをダイズ根粒菌B.japonicumおよびA.tumefaciensに導入したが、今のところ、リゾビトキシン生産およびRtxAタンパク発現は観察されていない。今後、他のプロモーターの利用も視野に入れた発現系の検討を行う予定である。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Okazaki, S., Yuhashi, K., Minamisawa, K.: "Quantitative and time-course evaluation of nodulation competitiveness of rhizobitoxine-producing Bradyrhizobium elkanii"FEMS Microbiol.Ecol.. (in press). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuta, T., Okazaki, S., Mistui, H., Yuhashi, K., Ezura, H., Minamisawa, K.: "DNA sequence and mutational analysis of rhizobitoxine biosynthesis genes in Bradyrhizobium elkanii"Appl.Environ.Microbiol.. 67. 4999-5009 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nukui, N., Ezura, H., Yuhashi, K., Yasuta, T., Minamisawa, K.: "Effects of ethylene precursor and inhibitors for ethylene biosynthesis and perception on nodulation in Lotus japonicus and Macroptilium atropurpureum"Plant Cell Physiol.. 41. 893-897 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuhashi, K., Ichikawa, N., Ezura, H., Akao, S., Minakawa, Y., Nukui, N., Yasuta, T., Minamisawa, K.: "Rhizobitoxine production of Bradyrhizoblum elkanii enhances nodulation competitiveness in Macroptilium atropurpureum"Appl.Environ.Microbiol.. 66. 2658-2663 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ezura, H., Yuhashi, K., Yasuta, T., Minamisawa, K.: "Effect of ethylene on Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transfer to melon"Plant Breeding. 119. 75-79 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuta, T., Satoh, S., Minamisawa, K.: "New assay for rhizobitoxine based on inhibition of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase"Appl.Environ.Microbiol.. 65. 849-852 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minamisawa, K., Mitsui, H.: "Chapter 8:Genetic ecology of soybean bradyrhizobia"Soil Biochemistry Volume 10. (Marcel Dekker, New York)(Edited by J.Bollag and G.Stotzky).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okazaki,S., Yuhashi,K. and Minamisawa,K.: "Quantitative and time-course evaluation of nodulation competitiveness of rhizobitoxine-producing Bradyrhizobium elkanii"FEMS Microbiol.Ecol.. in press.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuta,T., Okazaki,S., Mistui,H., Yuhashi,K., Ezura,H. and Minamisawa,K.: "DNA sequence and mutational analysis of rhizobitoxine biosynthesis genes in Bradyrhizobium elkanii"Appl.Environ.Microbiol.. 67. 4999-5009 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nukui,N., Ezura,H., Yuhashi,K., Yasuta,T. and Minamisawa,K.: "Effects of ethylene precursor and inhibitors for ethylene biosynthesis and perception on nodulation in Lotus japonicus and Macroptilium atropurpureum"Plant Cell Physiol.. 41. 893-897 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuhashi,K., Ichikawa,N., Ezura,H., Akao,S., Minakawa,Y., Nukui,N., Yasuta,T. and Minamisawa, K.: "Rhizobitoxine production of Bradyrhizobium elkanii enhances nodulation competitiveness in Macroptilium atropurpureum"Appl.Environ.Microbiol.. 66. 2658-2663 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ezura,H., Yuhashi,K., Yasuta,T. and Minamisawa,K.: "Effect of ethylene on Agrobacterium tumefaciens-Mediated Gene transfer to melon"Plant Breeding. 119. 75-79 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuta,T., Satoh,S. and Minamisawa,K.: "New assay for rhizobitoxine based on inhibition of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase"Appl.Environ.Microbiol.. 65. 849-852 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minamisawa,K. et al.: "Genetic ecology of soybean bradyrhizobia, Soil Biochemistry Vol.10, Edited by J.Bollag and G.Stotzky"Marcel Dekker, New York. 519 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minamisawa K. et al.: "Horizontal transfer of nodulation genes in soils and microcosms from Bradyrhizobium japonicum to B. elkanii"Microbe. Environ.. 17. 82-90 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kaneko, T. et al.: "Compete genomic sequence of nitrogen-fixing symbiotic bacterium Bradyrhizobium japonicum USDA110"DNA Research. 9. 189-197 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sameshima, R. et al.: "Phylogeny and distribution of extra-slow-grwoing Bradyrhizobium japonicum harboring hugh copy numbers of RS-aplha, RS-beta, and IS1631"FEMS Microbiol. Ecol.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Okazaki et al.: "Quantitative and time-course evaluations on nodulation competitiveness of rhizobitoxine-producing Bradyrhizobium elknaii"FEMS Microbiol. Ecol.. (第1回審査後改訂稿作成中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takahasi et al.: "Detection of ethylene receptor protein Cm-ERS1 during fruit development in melon (Cucumis melo L.)"Journal of Experimental Botany. 53. 415-422 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kaneko, T., Saeki, T., Minamisawa, K.: "Genome analysis of Mesorhizobium loti : A symbiotic partner to Lotus japonicus. In Biotechnology in Agriculture and Forestry"Springer-Verlag, Heidelberg (in press). 203-216 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuta, T. et al.: "DNA sequence and mutational analysis of rhizobitoxine biosynthesis genes in Bradyrhixobium elkanii"Appl. Environ. Microbiol.. 67. 4999-5009 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Elbeltagy, A. et al.: "Endophytic colonization and in planta nitrogen fixation by a Herbaspirillum sp. isolated from wild rice species"Appl. Environ. Microbiol.. 67. 5285-5293 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Minamisawa, K. et al.: "Horizontal transfer of nodulation genes in soil and microcosm from Bradyrhizobium Japonicum to B.elkanii"Microbe Environ. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 赤尾勝一郎 他: "共生窒素固定研究の展開と持続的食糧生産"日本土壌肥料学雑誌. 73. 73-78 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 南澤 究: "食糧生産・地球環境を支える植物の共生微生物, まらしの中の化学と生物8「人に役立つ微生物の話」"日本農芸化学会編, 学会出版センター, 東京(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yuhashi,K. et al.: "Rhizobitoxine production of Bradyrhizobium elkanii enhances modulation competitiveness Macroptilium atropurpureum"Appl.Environ.Microbiol.. 66. 2658-2663 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ezura,H. et al.: "Invitro plant regeneration in Macroptilium atropurpureum, a broad symbiont range for nodulation."Plant Sci.. 159. 21-27 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nukui,N. et al.: "Effects of ethylene precursor and inhibitors for ethylene biosynthesis and perception on nodulation in Lotus japonicus and Macroptilium atropurpureum."Plant Cell Physiol.. 41. 893-897 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ezura,H. et al.: "Effect of ethylene on Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transformation to melon."Plant Breading. 119. 75-79 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Minamisawa,K.and H.Mitsui: "Soil Biochemistry Vol.10 (pp.349-377)"Marcel Dekker Inc, New York.. 519 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 遊橋健一,南澤究: "微生物の資材化:研究の最前線(pp.30-46)"ソフトサイエンス社,東京. 364 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuta T.,Satoh S.,and Minamisawa K.: "New assay for rhizobitoxine by inhibition of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase"Appl. Environ. Microbiol.. 65. 849-852 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ezura H.,Yuhashi K.,Yasuta T.,Minamisawa K.: "Effect of ethlene in Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transter to melon"Plant Breed. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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