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マメ科植物-根粒菌共生における新しい共生経路の解明(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0276
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東京農工大学

研究代表者

岡崎 伸  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40379285)

研究協力者 ジロー エリック  フランス農業開発研究国際協力センター, 地中海熱帯地域共生研究室, グループ長
ゲトフェルト ミヒャエル  
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワード根粒菌 / マメ科植物 / III型分泌系 / エフェクター / 共生 / 根粒形成 / 3型分泌系 / 根粒 / Aeschynomene / クサネム / 窒素固定 / 生物間相互作用
研究成果の概要

マメ科植物と根粒菌の共生には根粒菌が作るNod factor (NF)が必須であると長い間考えられていたが、根粒菌Bradyrhizobium sp. STM6978株は宿主マメ科植物にNF非依存的に根粒形成することが判明した。本研究ではSTM6978株の分泌タンパク質ET-NodがNF非依存的な根粒形成に必須であること、宿主植物根で発現させた場合、根粒様組織を誘導することから、ET-NodがNF非依存的な共生シグナルを活性化する本体であることを明らかにした。以上の結果は、NF以外の根粒菌側因子が単独でマメ科植物の根粒形成シグナルを起動できることを示した初めての事例である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マメ科植物と根粒菌の共生には根粒菌が作るNod factor (NF)が必須であると長い間考えられていた。本研究の成果は、この教科書的概念を覆し、根粒菌の分泌タンパク質(ET-Nod)が単独でマメ科植物の根粒形成シグナルを起動できることを示した初めての事例である。
今後ET-Nodの宿主植物側標的や宿主細胞内での生化学的機能、NFシグナリングとの相違点を解明することで、
マメ科植物と根粒菌の共進化を紐解く重要な知見となることが期待される。また、本エフェクターを利用することで、将来的にはイネやコムギなどNF受容機構のない非マメ科植物への根粒形成に貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] フランス農業開発研究国際協力センター(フランス)2016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Different Sources of Nitrogen on Endophytic Colonization of Rice Plants by <i>Azospirillum</i> sp. B5102018

    • 著者名/発表者名
      Naher K, Miwa H, Okazaki S, Yasuda M
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 33 号: 3 ページ: 301-308

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME17186

    • NAID

      130007493355

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] InnB, a novel type III effector of Bradyrhizobium elkanii USDA61, controls symbiosis with Vigna Species2018

    • 著者名/発表者名
      Nguyen HP, Ratu STN, Yasuda M, Gottfert M, Okazaki S
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.03155

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of Bradyrhizobium elkanii Genes Involved in Incompatibility with Vigna radiata2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Hien、Miwa Hiroki、Kaneko Takakazu、Sato Shusei、Okazaki Shin
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 8 号: 12 ページ: 374-374

    • DOI

      10.3390/genes8120374

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] How effectors promote beneficial interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Miwa Hiroki、Okazaki Shin
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 38 ページ: 148-154

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2017.05.011

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A novel T3 effector of Bradyrhizobium elkanii plays a dual function in symbiosis with legumes2018

    • 著者名/発表者名
      Hien P Nguyen、Safirah T. N. Ratu、Wint Y. T. Phoo、Michiko Yasuda、 Shin Okazaki
    • 学会等名
      JSME annual meeting & 10th ASME
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Infection mechanism of Bradyrhizobium elkanii by type III secretion system2018

    • 著者名/発表者名
      Michiko Yasuda、Shin Okazaki
    • 学会等名
      JSME annual meeting & 10th ASME
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マメ科植物との共生を司る根粒菌のIII型分泌系2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎伸
    • 学会等名
      平成29年度植物感染生理談話会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symbiotic roles of rhizobial type III effectors2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Okazaki
    • 学会等名
      20th International Congress on Nitrogen Fixation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying Vigna radiata-rhizobia interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen PH, Okazaki S
    • 学会等名
      20th International Congress on Nitrogen Fixation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel type III effector of Bradyrhizobium elkanii abolishing infection and nodule development in Vigna radiate2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen HP, Okazaki S.
    • 学会等名
      植物微生物研究会第27回研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rj4 ダイズ非親和性を決定するダイズ根粒菌 3 型分泌装置エフェクター2016

    • 著者名/発表者名
      増田幸子,三輪大樹,安田美智子,Omar, M. Faruque,岡崎伸
    • 学会等名
      植物微生物研究会第26回研究交流会
    • 発表場所
      片平キャンパスさくらホール(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 根粒菌のエフェクターによるミヤコグサ根粒形成の制御2016

    • 著者名/発表者名
      三輪大樹,安田美智子,増田幸子,金子貴一,佐藤修正,岡崎伸
    • 学会等名
      植物微生物研究会第26回研究交流会
    • 発表場所
      片平キャンパスさくらホール(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 根粒菌エフェクター誘導型免疫による共生非親和性の決定機構2016

    • 著者名/発表者名
      安田美智子,三輪大樹,増田幸子,竹林裕美子,榊原均,岡崎伸
    • 学会等名
      植物微生物研究会第26回研究交流会
    • 発表場所
      片平キャンパスさくらホール(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Symbiotic roles of the type III secretion system in Bradyrhizobium elkanii2016

    • 著者名/発表者名
      Shin Okazaki, Hiroki Miwa, Michiko Yasuda, Sachiko Masuda
    • 学会等名
      第12回ヨーロッパ窒素固定会議
    • 発表場所
      ハンガリー、ブタペスト
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhizobial type III effector protein regulates soybean nodulation2016

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Masuda, Hiroki Miwa, Michiko Yasuda, Omar M. Faruqueand Shin Okazaki
    • 学会等名
      第12回ヨーロッパ窒素固定会議
    • 発表場所
      ハンガリー、ブタペスト
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhizobial type III secretion system and symbiosis with legumes2016

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Shin
    • 学会等名
      第17回国際植物微生物分子相互作用学会
    • 発表場所
      米国、オレゴン州ポートランド
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 植物微生物研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~okazaki/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 植物微生物研究室 (岡崎研究室)

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~okazaki/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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