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根粒共生系における感染と器官発生の同調的進行メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J03940
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子生物・生理学
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

養老 瑛美子  総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013 – 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード植物微生物相互作用 / 根粒共生 / マメ科植物 / 根粒菌 / 感染 / 器官発生
研究実績の概要

研究目的は、マメ科植物一根粒菌間の共生の成立において、異なる根の組織間で同時進行する二つの現象、感染と器官発生の相互作用の解明である。前年度、申請者らはnin変異体のアリルである過剰感染糸形成変異体daphneの解析により、NIN転写因子を介して感染を負に制御する新規経路について報告した。今年度は、daphne変異体を用いて、さらにNIN転写因子の下流で感染を負に制御する因子の探索を目的とした。最近、NIN転写因子の直接の下流遺伝子としてCLE-RS1/2ペプチド遺伝子が同定され、CLE-RS1/2ペプチドは根粒数を全身的に負に制御する因子として既に報告されていた。そこで、CLE-RS1/2ペプチドが、感染糸数と根粒数をともに抑制している可能性について解析した。まず、CLE-RS1/2ペプチド遺伝子をdaphne変異体背景で過剰発現させ、感染糸数が劇的に減少することを見出した。次に、CLE-RS1/2ペプチドの受容体として同定されているHAR1やKLAVIERの感染糸形成抑制への関与の有無を接木実験により検証した。その結果、HAR1とKLAVIERは根粒形成の抑制と同様、地上部において感染糸抑制に関与することが明らかになった。しかしながら、har1変異の存在下でもNIN遺伝子の過剰発現により感染糸数が減少したため、NIN転写因子の下流でCLE-RS1/2ペプチドは感染糸数の抑制に機能しているが、それとは独立に機能する別の下流因子の存在も示唆された。さらに、感染糸数と根粒数の制御の共通性が見えてきたことから、根粒数の制御に関与する未解析の遺伝子PLENTYについて研究を進めた。 PLENTY遺伝子を新たに同定し、シロイヌナズナにおいて糖鎖修飾酵素遺伝子(HPAT)と相同であり、ミヤコグサPLENTYが糖鎖修飾を介して根粒形成を制御するメカニズムを提案した。

現在までの達成度 (段落)

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Leguminous plants : inventors of root nodules to accommodate symbiotic bacteria (Review)2015

    • 著者名/発表者名
      *Takuya Suzaki, *Emiko Yoro, and Masayoshi Kawaguchi (*co-firstauthors)
    • 雑誌名

      International Review of Cell and Molecular Biology

      巻: 316 ページ: 111-158

    • DOI

      10.1016/bs.ircmb.2015.01.004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endoreduplication-mediated initiation of symbiotic organ development in Lotus japonicus2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Suzaki, Momoyo Ito, Emiko Yoro, Shusei Sato, Hideki Hirakawa, Naoya Takeda, and Masayoshi Kawaguchi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 141 号: 12 ページ: 2441-2445

    • DOI

      10.1242/dev.107946

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A positive regulator of nodule organogenesis, NODULE INCEPTION, acts as a negative regulator of rhizobial infection in Lotus japonicus.2014

    • 著者名/発表者名
      Emiko Yoro, Takuya Suzaki, Koichi Toyokura, Hikota Miyazawa, Hidehiro Fukaki, and Masayoshi Kawaguchi
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Lotus japonicus hyper-infection mutant daphne : a tool for studying NODULE INCEPTION-mediated suppression of rhizobial infection2014

    • 著者名/発表者名
      Emiko Yoro, Takuya Suzaki, and Masayoshi Kawaguchi
    • 学会等名
      The second Adam Kondorosi Symposium : Frontiers in Legume Biology
    • 発表場所
      Centre de Recherche de Gif, Gif-sur-Yvette, France
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサPLENTYはシロイヌナズナのヒドロキシプロリン-0-アラビノシル化酵素のホモログをコードし、HARIを介した遠距離抑制経路とは独立に根粒数を制御する2014

    • 著者名/発表者名
      養老瑛美子、吉田千枝、寿崎拓哉、川口正代司
    • 学会等名
      第24回植物微生物研究交流会
    • 発表場所
      佐賀大学農学部(佐賀県、佐賀)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of PLENTY, an arabinosyltransferase homolog, and the HARI-mediated long-distance control of nodulation in Lotus japonicus2014

    • 著者名/発表者名
      Emiko Yoro, Takuya Suzaki, and Masayoshi Kawaguchi
    • 学会等名
      11th European Nitrogen Fixation Conference
    • 発表場所
      Dream Hotel Gran Tacande, Tenerife, Spain
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサPLENTYによる根粒数の新規制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      養老 瑛美子、吉田 千枝、寿 崎拓哉、川口 正代司
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学(富山県 富山)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A positive regulator of nodule organogenesis, NODULE INCEPTION, acts as a negative regulator of rhizobial infection in Lotus japonicus.2014

    • 著者名/発表者名
      Emiko Yoro, Takuya Suzaki, Koichi Toyokura, Hikota Miyazawa, Hidehiro F ukaki, and Masayoshi Kawaguchi
    • 学会等名
      Keystone Symposia on Molecular and Cell Biology, Plant Signaling : Dynamic Properties (B1)
    • 発表場所
      Beaver Run Resort, Breckenr idge, Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A positive regulator of nodule organogenesis, NODULE INCEPTION, acts as a negative regulator of rhizobial infection in Lotus iaoonicus.2013

    • 著者名/発表者名
      Emiko Yoro, Takuya Suzaki, Masayoshi Kawaguchi
    • 学会等名
      18th International Congress on Nitrogen Fixation
    • 発表場所
      フェニックスシーガイアリゾート(宮崎県 宮崎)
    • 年月日
      2013-10-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 根粒菌感染を負に制御するというNIM転写因子の新たな機能的側面2013

    • 著者名/発表者名
      養老 瑛美子、寿崎 拓哉、豊倉 浩一、宮澤 日子太、深城 英弘、川口 正代司
    • 学会等名
      第23回植物微生物研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県 岡崎)
    • 年月日
      2013-09-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 根粒共生における感染と器官発生の制御メカニズムの解明を目指したトランスクリプトーム解析2013

    • 著者名/発表者名
      養老瑛美子、半田佳宏、寿崎拓哉、川口正代司
    • 学会等名
      NGS現場の会第3回研究会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県 神戸)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2014/05/30.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2014/05/22.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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