東南アジアの窒素固定共生菌による持続的食糧増産と環境保全に関する研究調査

• 研究課題/領域番号: 13375009
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 生物資源科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 林 誠 (2004) 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30291933); 室岡 義勝 (2001-2003) 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60029882)
• 研究分担者: 南澤 究 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70167667) ; 山田 隆 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40230461) ; 小沢 隆司 (小澤 隆司) 大阪府立大学, 農学部, 助教授 (20152481) ; 阿部 美紀子 鹿児島大学, 理学部, 教授 (00107856) ; 田島 茂行 香川大学, 農学部, 教授 (50116894) ; 山下 光雄 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40220347)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円); 2004年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2003年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2002年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2001年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 窒素固定菌 / 東南アジア / 根粒菌 / 土壌改善 / 持続的環境保全 / マメ科樹木 / 共生工学 / 遺伝的多様性 / 熱帯マメ科樹木 / 窒素固定共生菌 / 持続的食糧増産 / 環境保全

研究概要

広く東南アジア特有の窒素固定共生菌を探索し、それらの遺伝的多様性を遺伝子および化学的に分類し、系統的位置を明確にするとともに、土壌環境と遺伝的多様性を調査し、それぞれの地域に適した窒素固定菌を利用することによるダイズ等の食糧増産およびマメ科樹木の成長との関連性を解析することを目的として下記の調査研究を行なった。
1.タイ、マレーシア、フィリピン、インドネシアにおいて窒素固定菌を探索し、純粋分離した。および各国における窒素固定共生能の評価を行った。
2.マメ科植物と根粒菌によるファイトレメディエーションに関する研究を行なった。
3.調査、研究打ち合わせのため、下記のように、公開研究者会議を開催し、窒素固定共生菌に関する研究成果の発表および意見交換を行なった。
平成13年度
8月 米国において窒素固定共生菌に関するセミナーを出席し、調査研究を行なった。
11月 タイ国において公開研究者会議を開催した。
平成14年度
5月 タイにおいて窒素固定共生菌に関する調査研究を行なった。
10月 マレーシアにおいて公開研究者会議を開催した。また、マレーシアの土壌および植物根圏より熱帯性窒素固定細菌を探索した。
1月 大阪大学でマメ科モデル植物のミヤコグサワークショップを外国人招待者を含め開催し、窒素固定共生菌に関する研究成果の発表および意見交換を行なった。
平成15年度
10月 ベトナムにおいてセミナーを開催し、ベトナム・メコンデルタ地帯の生物肥料の実施状況とその効果について調査を行なった。
平成16年度
12月 インドネシアにおいてミーティングを開催し、研究成果を発表し、調査研究の総括を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Root hair abundant genes LjRH101 and LjRH102 encode peroxidase and xyloglucan endotransglycosylase in Lotus japonicus. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa
  • 雑誌名: Journal Bioscience and Bioengineering 99(1) ページ: 84-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Plastid proteins crucial for symbiotic fungal and bacterial entry into plant roots. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Imaizumi-Anraku
  • 雑誌名: Nature 433 ページ: 527-531
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] EspB from enterohaemorrhagic Escherichia coli is a natively partially folded protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Hamada
  • 雑誌名: FEBS Journal 272 ページ: 756-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression of a Major House Dust Mite Allergen Gene from Dermatophagoides farinae in Lotus japonicus accession Miyakojima MG-20. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Kato
  • 雑誌名: Journal Bioscience and Bioengineering 99(2) ページ: 165-168
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lotus burttii takes a position of the third corner in the Lotus molecular genetics triangle (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, M
  • 雑誌名: DNA Reseach (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Plastid proteins crucial for symbiotic fungal and bacterial entry into plant roots. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Imaizumi-Anraku^*, N.Takeda^*, M.Charpentier, J.Perry, H.Miwa, Y.Umehara, H.Kouchi, Y.Murakami, L.Mulder, K.Vickers, J.Pike, A.Downie, T.Wang, S.Sato, E.Asamizu, S.Tabata, M.Yoshikawa, Y.Murooka, G-J.Wu, M.Kawaguchi, S.Kawasaki, M.Parniske, M.Hayashi(^*These authors contributed equally to this work)
  • 雑誌名: Nature 433 ページ: 527-531
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Root hair abundant genes LjRH101 and LjRH102 encode peroxidase and xyloglucan endglycosylase in Lotus japonicus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Hayashi M, Murooka Y.
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 99(1) ページ: 84-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] EspB from enterohaemorrhagic Escherichia coli is a natively partially folded protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Hamada, T.Kato, T.Ikegami, K.N.Suzuki, M.Hayashi, Y.Murooka, T.Honda, I.Yanagihara.
  • 雑誌名: FEBS Joournal 272 ページ: 756-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lotus burttii takes a position of the third corner in the Lotus molecular genetics triangle. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, M.^*, Pedrosa-Harand, A.^*, Yano, K.^*, Hayashi, M., Murooka, Y., Saito, K., Namai, K., Nishida, H., Shibata, D., Sato, S., Tabata, S., Sandal, N, Stougaard, J., Bachmair, A., Grant, WF.(^*These authors contributed equally to this work)
  • 雑誌名: DNA Res. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Root hair abundant genes LjRH101 and LjRH102 encode peroxidase and xyloglucan endglycosylase in Lotus japonicus. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa
  • 雑誌名: Journal Bioscience and Bioengineering 99(1) ページ: 84-86
• [雑誌論文] Expression of a Major House Dust Mite Allergen Gene from Dermatophagoides farinae in Lotus japonicus accession Miyakojima MG-20. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Kato
  • 雑誌名: Journal Bioscience and Bioengineering (in press)
• [雑誌論文] Expression islands clustered on the symbiosis island of the Mesorhizobium loti genome. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uchiumi, T.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 186(8) ページ: 2439-2448
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transgenic Lotus japonicus with an ethylene receptor gene Cm-ERS1 /H70A enhances formation of infection treads and nodule primordia. (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Nukui
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 45 ページ: 427-435
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Improvement of simazine degradation by inoculation of corn and soybean plants with rhizobacteria. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, T.
  • 雑誌名: Soil Science Plant Nutrition 50 ページ: 1295-1299
  • NAID: 110001720415
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Proteomic analysis on symbiotic differentiation of mitochondria in soybean nodules. (2004)
  • 著者名/発表者名: L.T-P Hoa
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 45(3) ページ: 300-308
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pollen development and tube growth are affected in the symbiotic mutant of Lotus japonicus, crinkle. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Tansengco
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 45(5) ページ: 511-520
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Novel endophytic nitrogen-fixing clostridia from the grass Miscanthus sinensis as revealed by terminal restriction fragment length polymorphism analysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, T.
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 70 ページ: 6580-6586
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression islands clustered on the symbiosis island of the Mesorhizobium loti genome. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uchiumi, T., Ohwada, T., Itakura, M., Mitsui, H., Nukui, N., Dawadi, P., Kaneko, T., Tabata, S., Yokoyama, T., Tejima, T., Saeki, K., Omori, H., Hayashi, M., Maekawa, T., Sriprang, R., Murooka, Y., Tajima, S., Simomura, K., Nomura, M., Suzuki, A., Shimoda, Y., Sioya, K., Abe, M., Minamisawa, K.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186(8) ページ: 2439-2448
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pollen development and tube growth are affected in the symbiotic mutant of Lotus japonicus, crinkle. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Tansengco, H.Imaizumi-Anraku, M.Yoshikawa, S.Takagi, M.Kawaguchi, M.Hayashi, Y.Murooka.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 45(5) ページ: 511-520
  • NAID: 10012938459
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pollen development and tube growth are affected in the symbiotic mutant of Lotus japonicus, crinkle. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Tansengco
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 45(5) ページ: 511-520
• [雑誌論文] Enhanced accumulation of Cd^<2+> by a Mesorhizobium sp. transformed with a gene from Arabidopsis thaliana coding for phytochelatin synthase. (2003)
  • 著者名/発表者名: R.Sriprang
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 69(3) ページ: 1791-1796
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] crinkle, a novel symbiotic mutant that affects the infection thread growth and alters the root hair, trichome, and seed development in Lotus japonicus. (2003)
  • 著者名/発表者名: M.Tansengco
  • 雑誌名: Plant Physiology 131 ページ: 1054-1063
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Retrotransposon-mediated restoration of Chlorella telomeres : accumulation of Zepp retroransposons at termini of newly formed minichromosomes (2003)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 31 ページ: 4646-4653
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enhanced accumulation of Cd^<2+> by a Mesorhizobium sp. transformed with a gene from Arabidopsis thaliana coding for phytochelatin synthase. (2003)
  • 著者名/発表者名: R.Sriprang, M.Hayashi, H.Ono, M.Takagi, K.Hirata, Y.Murooka.
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 69(3) ページ: 1791-1796
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] crinkle, a novel symbiotic mutant that affects the infection thread growth and alters the root hair, trichome, and seed development in Lotus japonicus. (2003)
  • 著者名/発表者名: M.Tansengco, M.Hayashi, M.Kawaguchi, H.Imaizumi, Y.Murooka.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 131 ページ: 1054-1063
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel bioremediation system for heavy metals using the symbiosis between leguminous plant and genetically engineered rhizobia. (2002)
  • 著者名/発表者名: R.Sriprang
  • 雑誌名: Journal of Biotechnology 99 ページ: 279-293
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Complete genomic sequence of nitrogen-fixing symbiotic Bacterium Bradyrhizobium japonicum USDA110. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, T.
  • 雑誌名: DNA Research 9 ページ: 189-197
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel bioremediation system for heavy metals using the symbiosis between leguminous plant and genetically engineered rhizobia. (2002)
  • 著者名/発表者名: R.Sriprang, M.Hayashi, M.Yamashita, H.Ono, K.Saeki, Y.Murooka.
  • 雑誌名: J.Biotechnol. 99 ページ: 279-293
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High yield expression and single step purification of human thionein/metallothionein. (2001)
  • 著者名/発表者名: S.-H.Hong
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 21(1) ページ: 243-250
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Construction of a genetic linkage map of the model legume Lotus japonicus using an intraspecific F_2 population. (2001)
  • 著者名/発表者名: M.Hayashi
  • 雑誌名: DNA Research 8 ページ: 301-310
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Construction of a genetic linkage map of the model legume Lotus japonicus using an intraspecific F_2 population. (2001)
  • 著者名/発表者名: M.Hayashi, A.Miyahara, S.Sato, T.Kato, M.Yoshikawa, M.Taketa, M.Hayashi, A.Pedrosa, R.Onda, H.Imaizumi-Anraku, A.Bachmair, N.Sandal, J.Stougaard, Y.Murooka, S.Tabata, S.Kawaguchi, K.Harada.
  • 雑誌名: DNA Research 8 ページ: 301-310
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High yield expression and single step purification of human thionein/metallothonein. (2001)
  • 著者名/発表者名: S.-H.Hong, M.Toyama, W.Maret, Y.Murooka.
  • 雑誌名: Protein Expr.Purif. 21(1) ページ: 243-250
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 難培養微生物研究の最新技術(工藤俊章/大熊盛他監修) (2004)
  • 著者名/発表者名: 南澤 究
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol.52 (eds. Nagata/Tabata) (2003)
  • 著者名/発表者名: K.Harada(共著)
  • 出版者: Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Biotechnology in Sustainable Biodiversity and Food Security (ed. B.N.Prasad) (2002)
  • 著者名/発表者名: Y.Murooka(共著)
  • 出版者: Science Publishers Inc., Plymouth, UK
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 生物工学実験書(改訂版)(日本生物工学会編) (2002)
  • 著者名/発表者名: 室岡義勝(編集委員長)
  • 出版者: 培風館
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Sriprang: "Enhanced accumulation of Cd^<2+> by a Mesorhizobium sp. transformed with a gene from Arabidopsis thaliana coding for phytochelatin synthase"Applied and Environmental Microbiology. 69(3). 1791-1796 (2003)
• [文献書誌] M.Tansengco: "Crinkle, a novel symbiotic mutant that affects the infection thread growth and alters the root hair, trichome, and seed development in Lotus japonicus"Plant Physiology. 131. 1054-1063 (2003)
• [文献書誌] 室岡義勝: "共生工学による環境修復"日本農芸化学会誌. 77(2). 146-149 (2003)
• [文献書誌] Uchiumi, T: "Expression islands clustered on symbiosis island of Mesorhizobium loti genome"Journal of Bacteriology. (in press). (2004)
• [文献書誌] 室岡義勝: "高機能プロバイオティクスとしての乳酸菌L137株"日本乳酸菌学会誌. 14(2)(in press). (2004)
• [文献書誌] P.Kiatpapan (共著): "ACS Symposium Series 862 Fermentation Biotechnology"American Chemical Society, Washington, DC (ed.B.C.Saha). 221-232 (2003)
• [文献書誌] 平山令明 (翻訳・共訳): "タンパク質ハンドブック"丸善(株). 540 (2003)
• [文献書誌] M.Toyama, et al.: "Alteration of substrate specificity of cholesterol oxidase from Streptomyces sp. by site-directed mutagenesis"Protein Engineering. 15(6). 477-483 (2002)
• [文献書誌] M.Toyama, et al.: "Interactions of arsenic with human metallothionein-2"Journal of Biochemistry. 132. 217-221 (2002)
• [文献書誌] Y.Murooka, et al.: "Variation of the amino acid content of Arabidopsis seeds by expressing soybean aspartate aminotransferase gene"Journal of Bioscience and Bioengneering,. 94(3). 225-230 (2002)
• [文献書誌] R.Sriprang, et al.: "A novel bioremediation system for heavy metals using the symbiosis between leguminous plant and generically engineered rhizobia"Journal of Biotechnology. 99. 279-293 (2002)
• [文献書誌] N.Yoshida, et al.: "Bacterium-based heavy metal biosorbents : Enhanced uptake of cadmium by E. coli expressing a metallothionein fused to β-galactosidase"BioTechniques. 32(3). 551-558 (2002)
• [文献書誌] P.Kiatpapan, et al.: "Genetic manipulation system in propionibacteria"Journal of Bioscience and Bioengineering. 93(1). 1-8 (2002)
• [文献書誌] 室岡義勝(編集委員長): "生物工学実験書(改訂版)"日本生物工学会編、培風館. 480 (2002)
• [文献書誌] S.-H.Hong: "High yield expression and single step purification of human thionein/ metallothionein"Protein Expression and Purification. 21(1). 243-250 (2001)
• [文献書誌] H.Kobayashi: "DNA synthesis and fragmentation in bacteroids during Astragalus sinicus root nodule development"Biosc. Biotech. Biochem. 65(3). 510-515 (2001)
• [文献書誌] K.Nanda: "Characterizations of acetic acid bacteria in traditional acetic acid fermentation of rice vinegar (komesu) and unpolished rice vinegar (kurosu) produced in Japan"Applied and Environmental Microbiology. 67(2). 986-990 (2001)
• [文献書誌] P.Kiatpapan: "Construction of an expression vector for propionibacteria and its use in production of 5-aminolevulinic acid by Propionibacterium freudenreichii"Appl. Microbiol. Biotechnol.. 56. 144-149 (2001)
• [文献書誌] Y.Murooka: "Genetic design of stable metal-binding biomolecules, oligomeric metallothioneins"Biocatalysis and Biotransformation. 19. 399-412 (2001)
• [文献書誌] P.Kiatpapan: "Heterologous expression of a gene encoding cholesterol oxidase in probiotic strains of Lactobacillus plantarum and Propionibacterium freudenreichii under the control of native promoters"J. Biosci. Bioeng.. 92(5). 459-465 (2001)
• [文献書誌] S.Nishikawa, Y.Murooka: "Biotechnology & Genetic Engineering Reviews. Vol. 18"Intercept, Andover, England (ed. S. E. Harding). 149-170 (2001)