宿主植物の共生変異体を用いた窒素固定機構の解析

• 研究課題/領域番号: 23570052
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 愛知教育大学
• 研究代表者: 菅沼 教生 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (40179114)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011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 / 根粒 / 窒素固定 / 変異体 / ミヤコグサ

研究概要

マメ科植物は根粒菌と共生して空中窒素子を固定する。このような共生窒素固定機構の分子的基盤を確立するために、窒素固定能力に異常をきたしたマメ科モデル植物ミヤコグサのFix-変異体を用いて、窒素固定に必須の宿主植物遺伝子を同定し、機能の解明に取り組んだ。その結果、植物の全身で発現し、根と根粒では維管束で発現する、小胞を介した物質輸送に関与するSNAREタンパク質をコードする遺伝子が窒素固定活性に必須であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] 共生菌の遺伝子欠落を補う宿主植物 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 河内宏, 菅沼教生
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝 巻: 67 ページ: 441-446
• [雑誌論文] 共生菌の遺伝子欠落を補う宿主植物 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生、河内宏、菅沼教生
  • 雑誌名: 生物の科学 遺伝 巻: 67 ページ: 441-446
• [雑誌論文] The SNARE Protein SYP71 Expressed in Vascular Tissues is Involved in Symbiotic Nitrogen Fixation in Lotus japonicus Nodules. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama T, Oi R, Hazuma K, Suga E, Adachi Y, Kobayashi M, Akai R, Sato S, Fukai E, Tabata S, Shibata S, Wu GJ, Hase Y, Tanaka A, Kawaguchi M, Kouchi H, Umehara Y, Suganuma N.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 160 号: 2 ページ: 897-905
  • DOI: 10.1104/pp.112.200782
  • 査読あり
• [雑誌論文] The integral Membrane protein SEN1 is required for symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuneo Hakoyama, et al
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: VOL.53 号: 1 ページ: 225-236
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr167
  • 査読あり
• [雑誌論文] 共生によってもたらされる有用機能：共生窒素固定と菌根共生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生、小八重善裕、梅原洋佐、畑信吾、河内宏、菅沼教生
  • 雑誌名: 植物の生長調節 巻: 46 ページ: 103-111
• [学会発表] Host plant shoot controls rhizobial symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suganuma, N., Saeki, C., Abo, M., Nishida, H., Handa, Y., Shigenobu, S. and Kawaguchi, M.
  • 学会等名: 18^<th> International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
  • 年月日: 2013-10-18
• [学会発表] Analysis of a host factor required for efficient symbiotic nitrogen fixation in model and crop plants–Functional analysis of Lotus japonicus SEN1 protein- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Suganuma, N., Kouchi, H., Hayashi, M. and Fujiwara, T.
  • 学会等名: 18^<th> International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
• [学会発表] 窒素固定能の発現に必須なミヤコグサSEN1タンパク質の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 菅沼教生, 河内宏, 林誠, 藤原徹
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Effect of the diversity of SEN1 gene on nitrogen fixation activity in Lotus japonicus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Harada, K., Tominaga, A., Kawazumi, H., Suganuma, N., Hashiguchi, M. Akashi, R., Arima, S. and Suzuki, A.
  • 学会等名: 18th International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
• [学会発表] Analysis of a host factor required for efficient symbiotic nitrogen fixation in model and crop plants -Functional analysis of Lotus japonicus SEN1 protein-. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Suganuma, N., Kouchi, H., Hayashi, M. and Fujiwara, T.
  • 学会等名: 18th International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
• [学会発表] 窒素固定能の発現に必須なミヤコグサSEN1タンパク質の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生、菅沼教生、河内宏、林誠、藤原徹
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] A SNARE protein expressed in vascular tissue affects symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Oi, R., Hazuma, K., Suga, E., Adachi, Y., Kobayashi, M., Akai, R., Sato, S., Fukai, E., Tabata, S., Shibata, S., Wu, G.J., Hase, Y., Tanaka, A., Kawaguchi, M., Kouchi, H., Umehara, Y., and Suganuma, N.
  • 学会等名: XV International Congress of Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] A SNARE protein expressed in vascular tissue affects symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Suganuma, N 他17名
  • 学会等名: XV International Congress of Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] 硝酸還元酵素アンチセンス遺伝子を導入したミヤコグサ形質転換系統を用いた硝酸イオンによる窒素固定阻害機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田帆那、加藤一幾、金山喜則、菅沼教生
  • 学会等名: 植物微生物研究交流会
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] SNAREタンパク質LjSYP71が欠損したミヤコグサ共生変異体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 多井諒, 弭間和哉, 須賀江里, 足達由佳, 小林麻由美, 佐藤修正, 深井英吾, 田畑哲之, 柴田哲, 呉国江, 長谷純宏, 田中淳, 川口正代司, 河内宏, 梅原洋佐, 菅沼教生
  • 学会等名: 第21回植物微生物研究交流会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Host plant shoot controls rhizobial symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus.
  • 著者名/発表者名: Suganuma, N., Saeki, C., Abo, M., Nishida, H., Handa, Y., Shigenobu, S. and Kawaguchi, M.
  • 学会等名: 18th International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki