| 研究課題/領域番号 |
19H02858
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
青野 俊裕 東京大学, 生物生産工学研究センター, 講師 (10372418)
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| 研究分担者 |
江澤 辰広 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (40273213)
小川 哲弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (40323480)
石綱 史子 東京家政学院大学, 現代生活学部, 准教授 (40772281)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 根粒菌 / 病原菌 / 共生 / R-body / reb遺伝子 / 病原性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非マメ科植物に窒素固定を発揮させることは、農業上重要な課題である。Azorhizobium caulinodansは、マメ科植物の根粒菌でありながら、非マメ科植物の根組織内にも感染し、また単生窒素固定細菌でもある。我々は、①本菌はR-body生産という病原菌的側面を持っており、宿主への細胞内感染後に宿主細胞を殺傷できること、②本菌は非マメ科植物であるシロイヌナズナの全身に、部位によっては細胞内にも感染できることをこれまでに見出している。本研究は、この病原性と感染性を最大限に制御・利用することで、広範囲の非マメ科植物に本菌を定着させ、高い窒素固定活性を発揮させることを目標とした基盤研究である。
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| 研究実績の概要 |
セスバニア根粒菌は、マメ科植物セスバニアに根粒・茎粒を形成するが、非マメ科植物 のエンドファイトでもあり、単生窒素固定細菌でもある。我々は、本菌はR-body生産という病原菌的側面を持っており、セスバニアへの細胞内感染後に宿主細胞を殺傷できることを見出している。R-bodyとは、reb遺伝子群にコードされる低分子タンパク質群の巨大ポリマーである。セスバニア根粒菌は、reb遺伝子群と自己転写促進因子をコードするrebオペロンを持っており、通常はrebオペロン外にコードされる転写因子群によってその発現が抑制されている。また、rebオペロンの発現に必須な転写因子もまた、rebオペロン外の遺伝子によってコードされていることが昨年度までに判明した。一方、本菌は非マメ科植物であるシロイヌナズナの全身に、部位によっては細胞内にも感染できることも、我々は見出している。
本菌の病原性と感染性を最大限に制御・利用すれば、広範囲の非マメ科植物に本菌を定着させ、高い窒素固定活性を発揮させることができると我々は考えている。その基盤を築くため、本研究では、R-bodyの生産機構と病原性作用機序の解明と、シロイ ヌナズナへの全身感染・細胞内感染機構の解明を目的としている。
本年度は、rebオペロンの発現制御系の解明を更に深めた。これまで、rebオペロンの発現に影響を及ぼす環境要因として、環境中の2オキソグルタル酸濃度と温度を見出してきた。本年度は、ゲノムワイドな変異株スクリーニングを行うことで、シデロフォア生産関連遺伝子破壊株におけるrebオペロンの発現が異常になることを見出した。シデロフォアは細菌が環境中の鉄を獲得するのに重要な役割を果たすことが知られている。これをヒントに実験を行ったところ、鉄濃度がrebオペロンの発現に影響を及ぼすという新事実を見出すことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
セスバニア根粒菌のR-dody生産が、鉄濃度に制御されているという事実を発見できたのは、微生物学分野に於いて大きな成果である。
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| 今後の研究の推進方策 |
シロイヌナズナへの感染機構について、もっとフォーカスするする必要がある。
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