| 研究課題/領域番号 |
13460030
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物栄養学・土壌学
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
大山 卓爾 新潟大学, 農学部, 教授 (30152268)
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| 研究分担者 |
大竹 憲邦 新潟大学, 農学部, 助手 (50313507)
末吉 邦 新潟大学, 農学部, 助教授 (10216278)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | ダイズ / 根粒形成自己制御 / ガスクロマトグラフ質量分析装置 / 植物ホルモン / 根粒超着生変異株 / インドール酢酸 / サリチル酸 / 硝酸耐性 |
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| 研究概要 |
ダイズは、根に根粒を形成して空中窒素を固定利用することができる。一方、ダイズは根粒の過剰着生を抑制するための根粒形成自己制御(オートレギュレーション)機構を有することが知られている。近年、化学変異剤により、オートレギュレーション機能が欠損ないし、低下した根粒超着生変異株が得られた。根粒超着生形質は、地上部に支配されており、根粒菌の感染と根粒原基の形成により、「感染シグナル」が地上部へ伝達され、それを受け取った地上部(葉身)から地下部へ根粒の生長を抑制する「オートレギュレーションシグナル」が伝達されると予想されている。しかしながら、感染シグナルもオートレギュレーションシグナルも物質レベルでは同定されていない。本研究では、根粒超着生変異株と親株を用い、シグナル物質の探索を行った。
シグナル物質が含まれると予想される篩管液の採取に成功した。篩管液と導管液中の成分をGC-MSで分析し、根粒菌接種後に変化する成分ピークの検索および、インドール酢酸とサリチル酸の分析を試みたが、これらの成分の検出には至らなかった。
ダイズ品種Williamsとそれより分離された根粒超着生変異株NOD1-3のインドール酢酸とアブシジン酸をGC-MSで分析したところ、変異株根粒内のインドール酢酸濃度は親株の数分の1と低かった。地上部から輸送されるインドール酢酸がオートレギュレーションシグナルである可能性がある。
病原菌の感染を全身に伝達するシグナル物質であるサリチル酸を、親株と変異株に投与したところ、親株では根粒形成の著しい抑制が見られたが、変異株では影響が少なかった。この結果はサリチル酸が根粒歯の感染シグナルである可能性を示唆する。
根粒は、培地硝酸により可逆的かつ達やかに生長が阻害され、それは、光合成産物の分配が低下するためであることを発見した。NOD1-3は、硝酸存在下でも根粒への光合成産物の供給があまり低下せず、根粒の生長と窒素固定活性を維持した。
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