陸上植物ー菌根菌共生の進化の原点を探る：モデル植物フタバネゼニゴケの基盤整備

• 研究課題/領域番号: 15K07114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中川 知己 名古屋大学, 理学研究科, 特任助教 (90396812)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: symbiosis / arbuscular / Marchantia paleacea / evolution / フタバネゼニゴケ / 進化 / アーバスキュラー菌根菌 / 遺伝子導入 / 菌根菌

研究成果の概要

陸上植物の大部分は、アーバスキュラー菌根菌(AM菌)と共生することでリン酸などの無機養分を効率的に獲得している。AM菌共生のメカニズムは主に被子植物で研究されているが、遺伝子の冗長性が大きいために解析が難航している。そこで我々は、遺伝子の冗長性が少ないと期待されるフタバネゼニゴケを共生の新たなモデルとして整備している。本研究では効率的な遺伝子導入系の確立を目指した。
我々はアグロバクテリウムの感染条件を検討して効率的な遺伝子導入系を確立できた。実際にこの方法を用いて共同研究者らは、CRISPRによる遺伝子破壊にも成功している。

研究成果

• [雑誌論文] The rice LysM receptor-like kinase OsCERK1 is required for the perception of short-chain chitin oligomers in arbuscular mycorrhizal signaling (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Carotenuto, M. Chabaud, K. Miyata, M. Capozzi, N. Takeda, H. Kaku, N. Shibuya, T. Nakagawa, D. G. Barker, A. Genre
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1440-1446
  • DOI: 10.1111/nph.14539
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of the role of the LysM receptor-like kinase, OsNFR5/OsRLK2 for AM symbiosis in rice (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata, M. Hayafune, Y. Kobae, H. Kaku, Y. Nishizawa, Y. Masuda, N. Shibuya and T. Nakagawa
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 51 号: 11 ページ: 2283-2290
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Volatile Components Emitted from the Liverwort Marchantia paleacea subsp. diptera (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazutoshi Sakurai, Kenichi Tomiyama, Yukihiko Kawakami, Nozomi Ochiai, Shigeki Yabe, Tomomi Nakagawa and Yoshinori Asakawa
  • 雑誌名: Natural Product Communications 巻: 11 ページ: 263-264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice arbuscular mycorrhiza as a tool to study the molecular mechanisms of fungal symbiosis and a potential target to increase productivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Nakagawa and Haruko Imaizumi-Anraku
  • 雑誌名: Rice 巻: 8 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s12284-015-0067-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chitin-mediated plant–fungal interactions: catching, hiding and handshaking (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Shinya, Tomomi Nakagawa, Hanae Kaku, Naoto Shibuya
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 巻: 26 ページ: 64-71
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2015.05.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ミヤコグサが土壌微生物叢を操る仕組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 中川知己，佐伯和彦，豊岡公徳，佐 藤繭子，平川英樹，大澤美芙，若崎眞 由美，福原舞，川東拓司，吉田彩恵， 菅沼教生，三井久幸，佐藤修正，川口 正代司
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会
• [学会発表] How do host legume plants reject cheating rhizobia? (2017)
  • 著者名/発表者名: Mai Fukuhara，Wakana Nishiyama，Kana Miyata，Nanami Sone，Sara Kibi，Kiminori Toyooka，Mayuko Sato，Mayumi Wakazaki， Shigeki Yabe，Kazuhiko Saeki，Shin Okazaki， Masayoshi Kawaguchi，Tomomi Nakagawa
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 植物と微生物のジレンマゲーム-４億年以上の試行錯誤で植物がたどり着いた究極の解答!?- (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 数学・物理学・情報科学シンポジウム(2017)
  • 招待講演
• [学会発表] ミヤコグサはいかにして働かないcheating根粒菌を排除するのか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川知己 ，佐伯和彦，豊岡公徳，佐藤繭子，平川英樹，大澤美芙，若崎眞由美，福原舞，川東拓司，吉田彩恵，菅沼教生，佐藤修正，三井久幸，岡崎伸，川口正代司
  • 学会等名: 植物微生物研究階第27回研究交流会
• [学会発表] ミヤコグサはいかにして働かないcheating根粒菌を排除するのか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川 知己，佐 伯 和彦，豊 岡 公徳，佐 藤 繭子，若 崎 眞由 美，大 澤 美芙，福 原 舞，川 東 拓司，吉 田 彩恵，菅 沼 教 生，佐 藤 修正，岡 崎 伸 ，川 口 正代司
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] マメ科植物ー根粒菌共生における共生終了後の共生根粒菌の爆発的増殖 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川知己, 西山和華奈, 宮田佳奈, 曽根奈那美, 吉備沙羅, 岡崎伸, 矢部重樹, 川口正代司
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 窒素固定しないcheatingを行うpink4変異体について (2016)
  • 著者名/発表者名: 福原 舞, 西山 和華奈, 宮田 佳奈, 曽根 奈那美,吉備 沙羅, 矢部 重樹,佐伯 和彦, 岡崎 伸,中川 知己, 川口 正代司
  • 学会等名: 第26回植物微生物研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] How do host plants establish secure symbioses with microbial partners? (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Nakagawa
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] マメ科植物ー根粒菌共生において共生終了後に根粒菌はどうなるのか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川 知己, 西山 和華奈 , 宮田 佳奈 , 曽根 奈那美 , 吉備 沙羅 , 渋谷 直人 , 矢部 重樹
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-08