ポストゲノム技術を利用した根粒菌有用共生遺伝子の機能解析

• 研究課題/領域番号: 21580079
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 田島 茂行 香川大学, 農学部, 教授 (50116894)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 共生窒素固定 / プロテオミクス / 共生特異的遺伝子 / ダイズ根粒 / 金属シャペロン / バクテロイド / 植物・根粒菌相互作用 / シトクロームcオキシターゼ / シトクロームCオキシダーゼ / 根粒菌 / ダイズ / プロテオーム解析 / ペプチドマスフィンガープリント(PMF)法 / シトクロームcオキシダーゼ / FixNOPQ

研究概要

ダイズ根粒菌、ミヤコグサ根粒菌について感染初期から老化時までの遺伝子発現パターンをプロテオミクス手法により調べ、共生特異的な遺伝子を同定した。ミヤコグサ根粒ミトコンドリアに関しては198個、ダイズ根粒ミトコンドリアに関しては272個のタンパクを同定した。この成果により根粒細胞及びバクテロイドで代謝系成立、維持、崩壊時に特異的に発現増幅する遺伝子群を統括的にまとめ、ポストゲノム手法で機能解析を行った結果、新規な窒素固定に関与する遺伝子群を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Rare sugar D-allose suppresses gibberellin signaling through hexokinase-dependent pathway in Oryza sativa L. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Fukumoto, Akihito Kano, Kouhei Ohtani, Yumiko Yamasaki-Kokudo, Bong-Gyu Kim, Kouji Hosotani, Miu Saito, Chikage Shirakawa, Shigeyuki Tajima, Ken Izumori^1, Toshiaki Ohara, Yoshio Shigematsu, Keiji Tanaka, Yutaka Ishida, Yoko Nishizawa, Yasuomi Tada, Kazuya Ichimura, Kenji Gomi and Kazuya Akimitsu
  • 雑誌名: Planta 巻: 234 ページ: 1083-1095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rare sugar D-allose suppresses gibberellin signaling through hexokinase-dependent pathway in Oryza sativa L (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto, T., Tajima, S., 他
  • 雑誌名: Planta 巻: 234 ページ: 1083-1095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Dependent Expression of Type III Secretion System Genes and Its Regulation in Bradyrhizobium japonicum (2010)
  • 著者名/発表者名: Min Wei, Keisuke Takeshima, Tadashi Yokoyama, Kiwamu Minamisawa, Hisayuki, Mitsui, Manabu Itakura, Takakazu Kaneko, Satoshi Tabata, Kazuhiko Saeki, Hirofumi Omori, Shigeyuki Tajima, Toshiki Uchiumi, Mikiko Abe, Satoshi Ishii, and Takuji Ohwada
  • 雑誌名: MPMI 巻: 23 ページ: 628-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and characterization of PKL01, an Ndr kinase homolog in Lotus japonicas (2010)
  • 著者名/発表者名: Isamu Kameshita, Sachiko Shimomura, Kazushi Nishio, Noriyuki Sueyoshi, Tetsuyuki Nishida, Mika Nomura, and Shigeyuki Tajima
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 147 ページ: 799-807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential protein profiles of Bradyrhizobium japonicum USDA110 bacteroid in soybean nodule development (2010)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura, Hattaya Arunothayanan, Tan Van Dao, Hoa Thi-Phuong Le, Takakazu Kaneko, Syusei Sato, Satoshi Tabata and Shigeyuki Tajima
  • 雑誌名: Soil Sci. Plant Nutrition 巻: 56 ページ: 579-590
  • 査読あり
• [雑誌論文] NAD-malic enzyme, not NADP-malic enzyme, affects nitrogenase activity of Mesorhizobium loti bacteroids in root nodules (2010)
  • 著者名/発表者名: Nanthipak Thapanapongworakul, Mika Nomura, Yoshikazu Shimoda, Shusei Sato, Satoshi Tabata and Shigeyuki Tajima
  • 雑誌名: Plant Biotech 巻: 27 ページ: 311-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper metallochaperones are required for the assembly of bacteroid cytochrome c oxidase which is functioning for nitrogen fixation in soybean nodules (2010)
  • 著者名/発表者名: Hatthaya Arunothayanan, Mika Nomura, Rie Hamaguchi, Manabu Itakura, Kiwamu Minamisawa and Shigeyuki Tajima
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 51 ページ: 1-5
  • NAID: 10027351117
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3-phosphoglycerate dehydrogenase in Mesorhizobium loti is essential for maintaining symbitotic nitrogen fixation of Lotus japonicus root nodules (2010)
  • 著者名/発表者名: Nanthipak Thapanaponggworakul, Mika, Nomura, Van Dao Tan, Yoshikazu Shimoda, Syusei Sato, Satoshi Tabata and Shigeyuki Tajima
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: 336 ページ: 233-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper metallochaperones are required for the assembly of bacteroid cytochrome c oxidase which is functioning for nitrogen fixation in soybean nodules (2010)
  • 著者名/発表者名: Arunothayanan, H., et al.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiol. 巻: 51 ページ: 1242-1246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential protein profiles of Bradyrhizobium japonicum USDA110 bacteroid during soybean nodule development (2010)
  • 著者名/発表者名: Nomura, M., et al.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutr. 巻: 56 ページ: 579-590
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3-Phosphoglycerate dehydrogenase in Mesorhizobium loti is essential for maintaining symbiotic nitrogen fixation of Lotus japonicus root nodules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Thapanapongworakul, N., et al.
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: 336 ページ: 233-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] NAD^+-malic enzyme affects nitrogenase activity of Mesorhizobium loti bacteroids in Lotus japonicus nodules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Thapanapongworakul, N., et al.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 巻: 27 ページ: 311-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] γ-Aminobutyric acid (GABA) Accumulations in rice during germination. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jannoey, P., et al.
  • 雑誌名: Chiang Mai J.Sci. 巻: 37 ページ: 124-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Host plant genome overcomes the lack of a bacterial gene for symbiotic nitrogen fixation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuneo Hakoyama
  • 雑誌名: Nature 462 ページ: 514-517
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: 間藤徹
  • 雑誌名: 植物栄養学 第2版(文永堂出版) ページ: 36-43
• [雑誌論文] Host plant genome overcomes a lack of bacterial gene for symbiotic nitrogen fixation (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuneo Hakoyama, Kaori Niimi, Hirokazu Watanabe, Ryohei Tabata, Junichi Matsubara, Shusei Sato, Yasukazu Nakamura, Satoshi Tabata, Li Jichun, Tsuyoshi Matsumoto, Kazuyuki Tatsumi, Mika Nomura, Shigeyuki Tajima, Masumi Ishizaka, Koji Yano, Haruko Imaizumi-Anraku, Masayoshi Kawaguchi, Hiroshi Kouchi& Norio Suganuma
  • 雑誌名: Nature 巻: 462 ページ: 514-517
  • NAID: 120002146280
  • 査読あり
• [学会発表] Nanthipak Thapanapongworakul, Ayao Enoki and Hiroyuki Matsuura、FUNCTIONAL ANALYSIS OF AMINO ACID METABOLISM MUTANTS OF MESORHIZOBIUM LOTI (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Tajima, Mika Nomura
  • 学会等名: 第17回国際窒素固定会議
  • 発表場所: オーストラリア
• [学会発表] ミヤコグサ根粒菌の共生窒素固定に関わるアミノ酸代謝の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦寛幸, 榎彩緒, Nantipak Thapanapongworakul, 佐藤修正, 下田宜司, 野村美加, 田島茂行
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] ミヤコグサ根粒菌変異体を用いた共生窒素固定の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村美加, 松浦寛幸, 榎彩緒, 田島茂行
  • 発表場所: 国際会議場
• [学会発表] FUNCTIONAL ANALYSIS OF AMINO ACID METABOLISM MUTANTS OF MESORHIZOBIUM LOTI (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Tajima, Mika Nomura, Nanthipak Thapanapongworakul, Ayao Enoki, Hiroyuki Matsuura
  • 学会等名: 17回国際窒素固定会議
  • 発表場所: Australia
• [学会発表] ミヤコグサ根粒菌の共生窒素固定に関わるアミノ酸代謝の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦寛幸, 榎彩緒, Nantipak Thapanapongworakul, 佐藤修正, 下田宜司, 野村美加, 田島茂行
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
• [学会発表] ミヤコグサ根粒菌変異体を用いた共生窒素固定の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村美加, 松浦寛幸, 榎彩緒, 田島茂行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば)
• [学会発表] Screening of Mesorhizobium loti mutants for symbiotic N2 fixation in Lotus japonicus (2010)
  • 著者名/発表者名: Ayao Enoki, et al.
  • 学会等名: 第一回植物微生物共生と窒素固定に関するアジア国際会議
  • 発表場所: 青島パームビーチホテル(宮崎県)
• [学会発表] Functional analysis of Gen06 genes in Lotus japonicus nodules (2010)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Hase, et al.
  • 学会等名: 第一回植物微生物共生と窒素固定に関するアジア国際会議
  • 発表場所: 青島パームビーチホテル(宮崎県)
• [学会発表] 香川県春日川河口域のアオサ種の同定及びその生理学的応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹藤豊, 他
  • 学会等名: 日本陸水学会
  • 発表場所: 弘前大学
• [学会発表] 希少糖D-PsicoseにおよびD-Alloseのイネに対する生育阻害効果の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 細川欣秀, 他
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 共生窒素固定に関わるミヤコグサ根粒菌遺伝子の検索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎綾緒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部
  • 発表場所: 高知 高知城ホール
  • 年月日: 2009-12-11