SNARE 受容体を介した高機能窒素固定作物の作出

• 研究課題/領域番号: 22580067
• 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: 東江 美加 (野村 美加 / 東江 美加(野村美加)) 香川大学, 農学部, 准教授 (50294749)
• 連携研究者: 田島 茂行 香川大学, 農学部, 教授 (50116894)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010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: ミヤコグサ / SNARE / 根粒菌 / 共生 / 窒素固定 / 根粒 / GUS / 毛状根形質転換 / RNAi / RT-PCR / Fix-

研究概要

本研究では根粒菌がマメ科植物細胞内に侵入する時や、共生における小胞を介した物質輸送に着目している。申請者は既に輸送小胞あるいは、標的オルガネラに結合している数十種類のSNARE と呼ばれるタンパク質群の中で根粒菌を取り込むのに重要な SNARE を3種見いだしている。この SNARE について突然変異体を用いた詳細な解析を行い、最終的には SNARE 遺伝子を高発現させ、共生微生物を利用した高機能窒素固定付与作物の作出を目的とした。研究期間内に、ミヤコグサ SNARE 遺伝子の中から共生に関わる候補遺伝子を探し、それぞれの遺伝子群の局在性、RNA、タンパク質発現解析、を行った。本研究期間内に 3 つの候補遺伝子に着目しその遺伝子を RNAi 法により発現抑制させた形質転換体を作成した。得られて形質転換体を用いて表現型解析の他に根粒菌感染検定を行った。最終年度にはマメ科植物で過剰発現体の作出を試みた。

研究成果

• [雑誌論文] (2012) 瀬戸内海備讃瀬戸海域から得られたドングリシャミセンガイ Lingula rostrum (SHAW,1798)の記録 (2012)
  • 著者名/発表者名: 明石英幹、滝川祐子、倉持卓司、吉松定昭、野村美加、多田邦尚
  • 雑誌名: 南紀生物 巻: 54 ページ: 19-21
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/ncid/AN0020348X
  • 査読あり
• [雑誌論文] 瀬戸内海備讃瀬戸海域から得られたドングリシャミセンガイLingula rostrum (SHAW,1798)の記録 (2012)
  • 著者名/発表者名: 明石英幹、滝川祐子、倉持卓司、吉松定昭、野村美加、多田邦尚
  • 雑誌名: 南紀生物 巻: 54 ページ: 19-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010) 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., *Nomura, M., Hamaguchi, R., Itakura, M., Minamisawa, K. and Tajima, S.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiol 巻: 51, 7 号: 7 ページ: 1242-1246
  • DOI: 10.1093/pcp/pcq079
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010) Differential protein profiles of Bradyrhizobium japonicumUSDA110 bacteroid during soybean nodule development. (2010)
  • 著者名/発表者名: *Nomura, M., Arunothayanan, H., Dao,T.V.,Le, H. T -P., Kaneko, T., Sato, S., Tabata, S. and Tajima, S.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutr 巻: 56 号: 4 ページ: 579-590
  • DOI: 10.1111/j.1747-0765.2010.00500.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)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., *Nomura, M., Dao, T.V., Shimoda, Y., Sato, S., Tabata, S. and Tajima, S.
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: 336 号: 1-2 ページ: 233-240
  • DOI: 10.1007/s11104-010-0471-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010) NAD+-malic enzyme affects nitrogenase activity of Mesorhizobium loti bacteroids in Lotus japonicus nodules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Thapanapongworakul, N., *Nomura, M.,Shimoda,Y., Sato,S., Tabata, S. and Tajima, S.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 巻: 27 ページ: 311-316
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/plantbiotechnology
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010) γ-Aminobutyric acid (GABA) Accumulations in rice during germination. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jannoey,P., Niamsup, H., Lumyong, S., Tajima,S., Nomura, M., and Chairote, G.
  • 雑誌名: Chiang Mai J. Sci. 巻: 37, 1 ページ: 124-133
  • URL: http://it.science.cmu.ac.th/ejournal/
  • 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 fixationin 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
  • NAID: 110008144356
  • 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 Mesorhizobiumloti 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
• [学会発表] Molecular evolution of C4 photosynthetic genes in various plants セミナー講演 (2013)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura
  • 学会等名: ハノイ教育大学ベトナム
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] Mechanisms of Rhizobia Penetration into Plant Cells by Vesicle Trafficking (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura
  • 学会等名: ファイトジーンの可能性と未来 V 農学先端研究国際フォーラム
  • 発表場所: 高松
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] Evolution of C4 photosynthetic genes and expression in the various plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura
  • 学会等名: セミナー講演チェンマイ大学
  • 発表場所: タイ
  • 年月日: 2012-11-01
• [学会発表] マメ科植物の共生に関与する小胞輸送について (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村 美加
  • 学会等名: ファイトジーンフロンティア
  • 発表場所: 香川
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] モデルマメ科植物ミヤコグサ EMS 変異体系統の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好貴紘、阿部哲、 野村美加、 田島茂行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] ミヤコグサにおけるSNARE 遺伝子 Syn1 の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎大樹、十川蒼、林誠、横田圭祐、野村美加、田島茂行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] The vesicle trafficking in Lotus japonicus nodules. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura, Takahiro Miyoshi, Hiroki Yamasaki, Aoi Sogawa, Chungopast Sirinapa, Keisuke Yokota, Makoto Hayashi, Shigeyuki Tajima
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Phuket Thailand
• [学会発表] A mechanism of nitrogen-fixing symbiosis between L. japonicus and M. loti,glutamine-synthetase deficiency mutant. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sirinapa Chungopast, MikaNomura, Shigeyuki Tajima Nanthipak Thapanapongworakul, Hiroyuki Matuura
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation.
  • 発表場所: Phuket Thailand
• [学会発表] Metabolic Regulation of nodule senescence between L. japonicus and M. lotimutant (STM 30) symbioses (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Chungopast, M. Nomura, S. Tajima, N. Thapanapongworakul, H. Matsuura. Y. Shimoda and S. Sato
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Synare 遺伝子 Syn1 の根粒形成における役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 十川 蒼, 山崎 大樹, 三好 貴紘, 林 誠,横田 圭祐, 野村 美加, 田島 茂行
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 根粒共生機能発現における SNARE 遺伝子の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村美加
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] 根粒菌アミノ酸代謝の根粒内窒素固定反応に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田島茂行
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Study of vesicle trafficking in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nomura, T . Miyoshi, H. Yamasaki, A. Sogawa, S. Chungopast, K. Yokota, M. Hayashi, S. Tajima
  • 学会等名: Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Auxotrophic and anaplerotic amino acid metabolism in Mesorhizobium loti (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tajima,M. Nomura, N. Thapanapongworakul, A. Enoki, H. Matsuura
  • 学会等名: Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Functional analysis of Snare gene in Lotus japonicus nodule. (2012)
  • 著者名/発表者名: Aoi Sogawa, Keisuke Yokota, Makoto Hayashi, Mika Nomura, Shigeyuki Tajima
  • 学会等名: 植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] モデルマメ科植物ミヤコグサEMS変異体系統の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好貴紘、阿部哲、野村美加、田島茂行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] ミヤコグサにおけるSNARE遺伝子Syn1の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎大樹、十川蒼、林誠、横田圭祐、野村美加、田島茂行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Mechanisms of Rhizobia Penetration into Plant Cells by Vesicle Trafficking (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura
  • 学会等名: 農学先端研究国際フォーラム
  • 発表場所: 高松
  • 招待講演
• [学会発表] The vesicle trafficking in Lotus japonicus nodules. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura, Takahiro Miyoshi, Hiroki Yamasaki, Aoi Sogawa, Chungopast Sirinapa, Keisuke Yokota, Makoto Hayashi, Shigeyuki Tajima
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation
  • 発表場所: タイ、プーケット
• [学会発表] A mechanism of nitrogen-fixing symbiosis between L. japonicus and M. loti, glutamine-synthetase deficiency mutant. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sirinapa Chungopast, MikaNomura, Shigeyuki Tajima, Nanthipak Thapanapongworakul, Hiroyuki Matuura,
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation.
  • 発表場所: タイ、プーケット
• [学会発表] Metabolic Regulation of nodule senescence between L. japonicus and M. loti mutant (STM 30) symbioses. (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Chungopast, M. Nomura, S. Tajima, N. Thapanapongworakul, H. Matsuura. Y. Shimoda and S. Sato
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Synare遺伝子Syn1の根粒形成における役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 十川 蒼, 山崎 大樹, 三好 貴紘, 林 誠, 横田 圭祐, 野村 美加, 田島 茂行
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 根粒共生機能発現におけるSNARE遺伝子の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村美加
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Study of vesicle trafficking in Lotus japonicus nodules. (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nomura, T. Miyoshi, H. Yamasaki, A. Sogawa, S. Chungopast, K. Yokota, M. Hayashi, S. Tajima
  • 学会等名: Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Auxotrophic and anaplerotic amino acid metabolism in Mesorhizobium loti. (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tajima,M. Nomura, N. Thapanapongworakul, A. Enoki, H. Matsuura,
  • 学会等名: Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Functional analysis of Snare gene in Lotus japonicus nodule (2012)
  • 著者名/発表者名: Aoi Sogawa, Keisuke Yokota, Makoto Hayashi, Mika Nomura, Shigeyuki Tajima
  • 学会等名: 植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
• [学会発表] UNCTIONAL ANALYSIS OF AMINOACID METABOLISM MUTANTS OFMESORHIZOBIUM LOTI. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Tajima, Mika Nomura,Nanthipak Thapanapongworakul,Ayao Enoki and 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] Effect of D-psicose application to rice and screening of D-psicose insensitive rice plants. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mika Nomura, Eiji Kinoshita, Kazuya Akimitsu, and Shigeyuki Tajima
  • 学会等名: 国 際希少糖学会
  • 発表場所: 高松
• [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
• [学会発表] 共生に関与するミヤコグサSNARE と相互作用するタンパク質の検索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好貴紘,山崎大樹,奥村翔,佐藤修正,下田宜司,林誠,横田圭祐, 野村美加, 田島茂行
  • 学会等名: 共生に関与するミヤコグサSNARE と相互作用するタンパク質の検索
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] ミヤコグサの共生に関わる SNARE遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎大樹、三好貴紘,野村美加, 田島茂行.
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
• [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
• [学会発表] 共生に関与するミヤコグサSNAREと相互作用するタンパク質の検索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好貴紘, 山崎大樹, 奥村翔, 佐藤修正, 下田宜司, 林誠, 横田圭祐, 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] ミヤコグサの共生に関わるSNARE遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎大樹、三好貴紘, 野村美加, 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, Nanthipak Thapanapongworakul, Yoshihiro Ishigami, Hiroyuki Matsuura, Shusei Sato, Yoshikazu Shimoda, Satoshi Tabata, Mika Nomura and Shigeyuki Tajima
  • 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: 宮崎
• [学会発表] Functional analysis of Gen06 genes in Lotus japonicusnodules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Hase, Yousuke Kanki, Takahiro Miyosi, Hiroki Yamasaki, Makoto Hayashi, Mika Nomura,Shigeyuki Tajima
  • 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: 宮崎
• [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、 野村美加、石井祐一、玉置雅紀、一見和彦、多田邦尚、田島茂行
  • 学会等名: 日本陸水学会
  • 発表場所: 弘前
• [学会発表] 希少糖 D-Psicose におよび D-Allose のイネに対する (2010)
  • 著者名/発表者名: 細川欣秀、中村達哉、下村憲司郎、秋光和也、何森健、野村美加、田島茂行
  • 学会等名: 生育阻害効果の解析、土壌肥料学会
  • 発表場所: 北海道
• [学会発表] Screening of Mesorhizobum loti mutants for symbiotic N2 fixation in Lot us 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