アーバスキュラー菌根のリン酸輸送メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 23780062
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 齋藤 勝晴 信州大学, 農学部, 准教授 (40444244)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 共生 / 菌根 / リン酸 / ポリリン酸 / 酸性ホスファターゼ / ミヤコグサ / 電子顕微鏡

研究概要

菌根のリン酸輸送の分子メカニズムを明らかにするため、ミヤコグサの菌根特異的酸性ホスファターゼ遺伝子LjPAP3をノックダウンしたところ、リン吸収が抑制され菌根菌中にポリリン酸が蓄積してしまうことを明らかにした。このことからLjPAP3が共生のリン酸輸送に関与することが示唆された。また、菌根菌のポリリン酸合成酵素遺伝子VTC1、VTC2、VTC4を同定し、VTC4はポリリン酸を合成することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Vacuolar pH of living hyphae of an arbuscular mycorrhizal fungus, Gigaspora margarita (2014)
  • 著者名/発表者名: Funamoto, R., K. Saito, H. Oyaizu, T. Aono and M. Saito.
  • 雑誌名: Mycorrhiza 巻: . 号: 1 ページ: 55-60
  • DOI: 10.1007/s00572-014-0588-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 菌根共生からみる植物栄養の新時代 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小八重善裕,東樹宏和,山本哲史,竹本大吾,江沢辰広,河原愛,荒川竜太,齋藤勝晴,中川知己
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] 草地・耕地生態系の菌根の生理生態と利用―はじめに― (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴
  • 雑誌名: 日本草地学会誌 巻: 59 ページ: 261-262
• [雑誌論文] Isolation and phenotypic characterization of Lotus japonicus mutants specifically defective in arbuscular mycorrhizal formation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojima, T., Saito, K., Oba, H., Yoshida, Y., Terasawa, J., Umehara, Y., Suganuma, N., Kawaguchi, M., and Ohtomo, R.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 号: 5 ページ: 928-941
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu024
  • NAID: 120007101082
  • 査読あり
• [雑誌論文] 菌根共生からみる植物栄養の新時代 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小八重 善裕・東樹 宏和・山本 哲史・竹本 大吾・江沢 辰広・河原 愛・荒川 竜太・齋藤 勝晴・中川 知己
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: .
• [雑誌論文] 草地・耕地生態系の菌根の生理生態と利用 ―はじめに― (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴
  • 雑誌名: 日本草地学会誌 巻: 59 ページ: 261-262
• [雑誌論文] The genome of an arbuscular mycorrhizal fungus provides insights into the oldest plant symbiosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tisserant, E., Malbreil, M., Kuo, A., Kohler, A., Symeonidi, A., Balestrini, R., Charron, P., Duensing, N., dit Frey, N. F., Gianinazzi-Pearson, V., Gilbert, B., Handa, Y., Herr, J., Hijri, M., Koul, R., Kawaguchi, M. et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. 巻: 110 号: 50 ページ: 20117-20122
  • DOI: 10.1073/pnas.1313452110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inorganic polyphosphates are stored in spherites within the midgut of Anticarsia gemmatalis and play a role in copper detoxification (2012)
  • 著者名/発表者名: Gomes, F. M., D. B. Carvalho, A. C. Peron, K. Saito, K. Miranda and E. A. Machado
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 巻: 58 号: 2 ページ: 211-221
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2011.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] アーバスキュラー菌根菌 : 研究の最前線と土壌肥料分野への貢献 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本一憲,秋山康紀,林英雄,磯部勝孝,江澤辰広,菊池裕介,土方野分,俵谷圭太郎,伊豆進,齋藤勝晴
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 83 ページ: 216-221
• [雑誌論文] アーバスキュラー菌根菌：研究の最前線と土壌肥料分野への貢献 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本一憲・秋山康紀・林英雄・磯部勝孝・江澤辰広・菊池裕介・土方野分・俵谷圭太郎・伊豆進・齋藤勝晴
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 83 ページ: 216-221
• [雑誌論文] Acidocalcisomes as calcium- and polyphosphate-storage compartments during embryogenesis of the insect Rhodnius prolixus Stahl (2011)
  • 著者名/発表者名: Ramos, I, F. Gomes, C. M. Koeller, K. Saito, N. Heise, H. Masuda, R. Docampo, W. de Souza, E. A. Machado and K. Miranda
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 号: 11 ページ: 27276-27276
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0027276
  • NAID: 120007101083
• [雑誌論文] アーバスキュラー菌根菌との共生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴,林誠
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 30 ページ: 149-154
• [学会発表] 共生と生殖過程に関与する遺伝子の発現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 半田佳宏・川口正代司・斎藤勝晴
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] LjPAP3 encoding purple acid phosphatase involved in P-transfer in the plant-fungal interface of arbuscular mycorrhiza (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, K, Osada, Y, Nakiri, K, Saito, M. and Ezawa, T
  • 学会等名: 7th International Conference on Mycorrhiza (ICOM7)
  • 発表場所: India Habitat Centre. New Delhi, India.
• [学会発表] ウイルス誘導性遺伝子サイレンシングを用いたアーバスキュラー菌根菌の菌糸内リン酸輸送解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池裕介・内尾圭文・齋藤 勝晴・増田税・江沢辰広
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 次世代シーケンサーでアーバスキュラー菌根を解析し分かったことやっぱり分からなかったこと (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 勝晴
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] アーバスキュラー菌根共生のトランスクリプトーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半田佳宏・武田直也・鈴木穣・川口正代司・斎藤勝晴
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Phenotypic characterization of ME966 mutant required for arbuscular mycorrhizal formation in Lotus japonicus (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Y., Terasawa, J., Kojima, T., Suganuma, N., Kawaguchi, M., Ohtomo, R. Saito, K.
  • 学会等名: 18th International Conference on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Phoenix Seagaia Resort Miyazaki
• [学会発表] Common symbiosis gene NUP85 affects pollen development in Lotus japonicus (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimura, Y., Saito, K.
  • 学会等名: 18th International Conference on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Phoenix Seagaia Resort Miyazaki
• [学会発表] LjPAP3 encoding purple acid phosphatase involved in P-transfer in the plant-fungal interface of arbuscular mycorrhiza (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, K., Osada, Y., Nakiri, K., Saito, M. and Ezawa, T.
  • 学会等名: 7th International Conference on Mycorrhiza (ICOM7)
  • 発表場所: India Habitat Centre. New Delhi, India
• [学会発表] ミヤコグサにおける根粒と菌根のRNA-seq解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半田佳宏・武田直也・鈴木穣・川口正代司・斎藤勝晴
  • 学会等名: 植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 菌根誘導性パープル酸性ホスファターゼのRNAi系統を用いたポリリン酸局在解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴,名切孝介,松本忠太,齋藤雅典,江沢辰広
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取大会
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Localization of polyphosphate in arbuscular mycorrhizal fungus colonizing in Lotus japonicus (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, K., Osada, Y, Nakiri, K., Nishimura, A, Matsumoto, C, Saito, M. and Ezawa, T
  • 学会等名: International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions 2012 XV International Congress
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Mutant screening to find genes involved in symbiotic phosphate uptake of a model legume plant, Lotus japonicus (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, K. and Ikegami, K.
  • 学会等名: 4th Japan-China-Korea Grassland Conference
  • 発表場所: Centrair Hall, Aichi, Japan
• [学会発表] Localization of polyphosphate in arbuscular mycorrhizal fungus colonizing in Lotus japonicus (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, K., Osada, Y., Nakiri, K., Nishimura, A., Matsumoto, C., Saito, M. and Ezawa, T.
  • 学会等名: International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions 2012 XV International Congress
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] RNA-seq analysis of root nodules and arbuscular mycorrhiza in Lotus japonicus and de novo transcriptome assembly of Glomus intraradices (2012)
  • 著者名/発表者名: Handa, Y., Takeda, N., Suzuki, Y., Kawaguchi, M. and Saito, K.
  • 学会等名: International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions 2012 XV International Congress
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] 菌根誘導性パープル酸性ホスファターゼのRNAi系統を用いたポリリン酸局在解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴・名切孝介・松本忠太・齋藤雅典・江沢辰広
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取大学
• [学会発表] アーバスキュラー菌根菌におけるポリリン酸超集積 無機イオン輸送およびエネルギー供給に関わる遺伝子群の網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池裕介・谷千春・土方野分・半田佳宏・川口正代司・齋藤勝晴・江沢辰広
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取大学
• [学会発表] ミヤコグサ菌根共生特異的変異株ME2329とME778の表現型と連鎖解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小島知子・斎藤勝晴・大場広輔・菅沼教生・川口正代司・大友量
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] ミヤコグサにおける根粒と菌根のRNA-seq解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 半田佳宏・武田直也・鈴木穣・川口正代司・斎藤勝晴
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] Mutant screening to find genes involved in symbiotic phosphate uptake of a model legume plant, Lotus japonicus (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, K. and Ikegami, K.
  • 学会等名: 4th Japan-China-Korea Grassland Conference
  • 発表場所: セントレアホール（愛知県）
• [学会発表] 菌根共生で誘導されるパープル酸性ホスファターゼLjPAP3の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴,長田泰幸,西村あおい,上原洋平,名切孝介,間瀬ひろみ,松本忠大,齋藤雅典,江沢辰広
  • 学会等名: 菌根研究会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 菌根の樹枝状体におけるポリリン酸局在と酸性ホスファターゼ活性の相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長田泰幸,名切孝介,斎藤勝晴
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 菌根共生で誘導されるパープル酸性ホスファターゼLjPAP3の局在解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原洋平,江沢辰広,齋藤勝晴
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 菌根共生で誘導されるパープル酸性ホスファターゼLjPAP3の局在解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原洋平・江沢辰広・齋藤勝晴
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくばエポカル（つくば市）
• [学会発表] 菌根共生から根粒共生への進化の分子基盤 (2011)
  • 著者名/発表者名: 斎藤勝晴
  • 学会等名: 日本シダ学会(招待講演)
  • 発表場所: 東京大学（東京）
• [学会発表] ミヤコグサ菌根共生変異体ME966の表現型解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺澤隼矢・小島知子・川口正代司・大友量・齋藤勝晴
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] ミヤコグサ菌根共生特異的変異株のマッピングおよび表現型解析（第2報） (2011)
  • 著者名/発表者名: 小島知子・斎藤勝晴・武田直也・大場広輔・菅沼教生・川口正代司・大友量
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] 菌根の樹枝状体におけるポリリン酸局在と酸性ホスファターゼ活性の相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長田泰幸・名切孝介・斎藤勝晴
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] ミヤコグサnup85変異体の花粉管伸長の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鎌原央典・杉村悠作・斎藤勝晴
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] 菌根共生で誘導されるパープル酸性ホスファターゼLjPAP3の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤勝晴・長田泰幸・西村あおい・上原洋平・名切孝介・間瀬ひろみ・松本忠大・齋藤雅典・江沢辰広
  • 学会等名: 菌根研究会
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）