| 研究課題/領域番号 |
19H02860
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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 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岡崎 伸 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40379285)
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| 研究分担者 |
田淵 光昭 香川大学, 農学部, 教授 (00294637)
下田 宜司 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (80415455)
林 誠 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30291933)
箱山 雅生 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (60422804)
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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 |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 共生 / 根粒菌 / マメ科植物 / 3型分泌系 / エフェクター / ダイズ / III型分泌系 / 根粒機 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは、マメ科植物と共生する根粒菌が３型分泌系という病原菌と類似の機構によりマメ科植物に感染するという新規共生経路を発見した。本研究では(1)根粒菌エフェクターORF5208の生化学的作用の解析、(2)根粒菌エフェクターの標的宿主植物タンパク質の同定、(3)根粒菌エフェクターにより活性化される宿主植物側遺伝子の同定、(4)ダイズ共生変異体への根粒形成試験、(5)根粒菌エフェクターを発現する形質転換ダイズの根粒形成試験、を行うことで、根粒菌エフェクターによるマメ科植物と根粒菌の新規共生経路の解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
マメ科植物の根粒形成には根粒菌のNod factor (NF)が必須であると長い間考えられてきた。しかし、申請者らは根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株がエフェクタータンパク質Bel2-5を分泌し、NF非依存的にダイズに根粒形成することを見出した。本研究では、Bel2-5の生化学的解析により、宿主タンパク質との相互作用や根粒形成誘導に関わる機能ドメインを明らかにした。また、Bel2-5と相互作用する宿主タンパク質候補を複数同定し、さらにBel2-5により発現制御される宿主側遺伝子を網羅的に解析することで、エフェクターによる根粒形成シグナルを明らかにした。
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| 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の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、根粒菌のエフェクター(Bel2-5)がNF非依存的にマメ科植物の標的タンパク質と相互作用して根粒形成を誘導する機構を世界で初めて明らかにしたものである。今後Bel2-5による根粒形成シグナルの解析をさらに進め、自然界における根粒形成エフェクターの分布や多様性を明らかにすることで、マメ科植物と根粒菌の共進化の一端を明らかにできると期待される。さらに、本エフェクターは、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。
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