| 研究課題/領域番号 |
19K05760
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 帯広畜産大学 (2020-2022)
東北大学 (2019) |
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研究代表者 |
菅原 雅之 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90742776)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 根粒菌 / 3型タンパク質分泌機構 / エフェクター / 共生不和合性 / ダイズ / 共生 / 植物免疫 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、マメ科植物と根粒菌の宿主特異性を引き起こす分子機構を解明し、ダイズの安定多収へ向けた技術開発を目指すものである。私たちは特定の遺伝型(Rj2)のダイズが一部の根粒菌株とは共生をしない現象（共生不和合性）に着目し、その原因が根粒菌3型分泌エフェクタータンパク質を介した免疫応答であることを証明した。本課題では共生不和合性における分子機構の理解を深めるため、植物根毛細胞によるエフェクターの認識・応答機構を遺伝学・生化学的に解明する。加えて、ダイズ根粒菌資源の整備とそのエフェクターの同定、及びダイズリソースに対する特異性の解明により、共生不和合性の知見に基づくダイズ安定多収の基盤を確立する。
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| 研究成果の概要 |
根粒菌3型分泌エフェクターNopPを介したマメ科植物との共生不和合性の分子機構を明らかにするため、ダイズ根における不和合性型NopPに受容による遺伝子発現の変化を調査した。その結果、酸化ストレスや細胞壁構築や維持、および複数の病原応答に関わる遺伝子の発現誘導が確認された。また本研究では、ダイズ根粒菌の3型分泌エフェクターがメドハギを含む数種のヌスビトハギ連植物との共生不和合性に関与することを明らかにした。一方でメドハギから単離した根粒菌のダイズに対する不和合性には3型分泌系以外の未知不和合性因子が関わることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
根粒菌とマメ科植物の共生相互作用において、3型分泌エフェクターと植物免疫系を介して特異性が決定される例が本研究期間内において続々と報告され、根粒菌エフェクターによる宿主特異性の決定が進化の過程で広く確立してきたことが窺える。したがって、本研究の成果は根粒菌と植物の共進化を紐解く重要な手がかりとなり学術的な意義は高い。またマメ科作物の生産性向上と環境負荷低減に寄与可能な技術の構築において、共生不和合性を応用することで優良な根粒菌の競合性を高めることが期待され、本成果は社会的にも有意義な知見を与えるものであると考えられる。
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