土壌中におけるダイズ根粒菌のゲノム再編成機構とその生態的意義

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10460028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 南澤 究 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (70167667)
• 研究分担者: 津田 雅孝 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (90172022) ; 三井 久幸 東北大学, 遺伝生態研究センター, 助教授 (40261466)
• キーワード: ダイズ根粒菌 / Bradyrhizobium / 挿入配列 / 根粒形成 / 窒素固定

研究概要

土壌微生物の多様化や遺伝子水平伝達の機構を明かにするために、多数の挿入配列(IS)を多コピー保有するダイズ根粒菌(Bradyrhizobium japonicum)超反復配列保有株(HRS株)を同じ圃場に生息している通常株と比較し以下のような結果が得られた・HRS株は、通常株よりカナマイシンなどの抗生物質およびニッケルなどの重金属に対して感受性が高く、B.Japonicum HRS株には、挿入配列IS1631が多コピー存在していた。そこで、これらの性質を利用したHRS株検出法を確立した。今後アジア地域のダイズ圃場におけるHRS株の地理的分布を検討する予定である。16SrRNA遺伝子のシークエンスを調べたところ、HRS株は明らかにB.Japonfcumに属することが明らかとなった。中国で単離命名された 非常に生育の遅いダイズ根粒菌B.lioningenseは、16S rRNA遺伝子のシークエンスやその他の生理的な諸性質、挿入配列IS1631の存在などにより、HRS株と類似していると判断された。還元の進んだ水田土壌を想定して・水素ガスを唯一のエネルギー源とする化学独立栄養条件下における生育を比較したが、両者の間に差は認められなかった。HRS株では挿入配列による領域分断やシャフリングが観察された。また、HRS株NK5の根粒形成(nod)遺伝子の適当な位置に薬剤耐性カセットを導入し、根粒形成能保持した薬剤耐性標識HRS株NK5を作成したので、以前観察されたHRS株NK5からのnod遺伝子の水平伝達現象の条件を今後検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Minamisawa,K.et al.: "New Bradyrhizobium japonicum Strains That Possess High Copy Numbers of the Repeated Seguence RSα" Appl.Environ.Microbiol.65・5. 1845-1851 (1998)
• [文献書誌] Saito,A.et al.: "Slow-growing and oligotrophic soil bacteria phylogenetically close to Bradyrhizobium japonicum" FEMS Microbiol.Ecol.25・3. 277-286 (1998)
• [文献書誌] Tsuda,M.: "Use of a transposon-encoded site-specific resolution system for construction of large and defined deletions mutation in bacterial chromosome" Gene. 207・1. 33-41 (1998)
• [文献書誌] Yasuta,T.,Satoh,S.and Minamisawa,K.: "New Assay for Rhizobitoxine Based on Inhibition of I-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Synthase" Appl.Environ.Microbiol.65・2. 849-852 (1999)
• [文献書誌] Minamisawa,K.et al: "Diversity and field site variation of indigenous populations of soybean brodyrhizobia in Japan by fingerprints with repeated seguences RSα and RSβ" FEMS Microbiol.Ecol.28. (1999)
• [文献書誌] Minamisawa,K.and Mitsui,H.: "Genetic ecology of soybean bradyrhizobia.Soil Biochemistry vol.10" Marcel De kker.Inc., 600〜700 (1999)