全ゲノム塩基配列情報に基づく根粒菌の共生機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15638002
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 企画調査
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 南澤 究 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70167667)
• 研究分担者: 横山 正 東京農工大学, 農学部, 助教授 (70313286) ; 田島 茂行 香川大学, 農学部, 教授 (50116894) ; 佐伯 和彦 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40201511) ; 永田 裕二 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (30237531) ; 大和田 琢二 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教授 (90211804)
• 研究期間 (年度): 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
• キーワード: 根粒菌 / 共生 / ゲノム / マメ科植物 / ライブラリー / 環境保全 / データベース

研究概要

本調査の目的は、根粒菌とマメ科植物の共生機構および生態を根粒菌ポストゲノム解析により明らかにする総合的な戦略を練り、食糧生産および環境保全に資する共生科学を創成することにある。8月12-13日に仙台において、ワークショップ「根粒菌のポストゲノム研究の展開」を開催し、数回の打合せ行い、以下のような項目について調査を行った。
1)モデルマメ科植物分子遺伝解析に対応したミヤコグサ根粒菌の戦略の検討:根粒菌の遺伝子が宿主植物側の共生受容系や防御応答系とどのような相互作用を通じて共生成立に至るのかという点を、モデルマメ科植物ミヤコグサの分子遺伝解析タイアップしながら進行させる必要がある。既に共同研究として論文発表した網羅的な遺伝子発現解析・破壊株の共生特性の解析以外に、CalcofluorやTn-phoA変異などの根粒菌の細胞膜構造、分泌タンパク、多糖生産の変異株が、相互作用機構解明に適したアプローチ方法であると結論された。
2)ダイズ根粒菌のアレイ解析・ライブラリー構築利用の基本戦略の策定:ミヤコグサ根粒菌と同様に整列化コスミッドライブラリーが、品種特異的共生因子の同定に有効であると判断された。また、ミヤコグサ根粒菌で使用したマクロアレイ系のダイズ根粒菌への適用は、クローンの選択・RNA抽出方法などの改善が必要であると考えられた。
3)食糧生産および環境保全への応用:根粒菌ゲノム情報から難分解物質分解系遺伝子、脱窒遺伝子群は、根粒菌接種に環境保全への付加価値をつけ、また機能性遺伝子導入根粒菌による共生環境修復への発展性が期待された。また、グリシンベタインによる浸透圧(塩)耐性、乾燥耐性は、応用研究に有効であると考えられた。野外利用はセルフクローニング系が有望であった。
4)クローン管理およびデータベース構築:データベース構築・公開は大阪大学で、クローン管理は東北大学と東京農工大学で共同で行うこととした。