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2009 年度 実績報告書

植物-菌類共生系におけるリン酸輸送の分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 19380040
研究機関北海道大学

研究代表者

江澤 辰広  北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (40273213)

研究分担者 青野 俊裕  東京大学, 生物生産業工学研究センター, 助教 (10372418)
キーワードアーバスキュラー菌根菌 / 共生 / リン酸 / オルガネラ / ポリリン酸
研究概要

植物共生微生物であるアーバスキュラー菌根菌のリン酸吸収・濃縮・輸送のメカニズムを明らかにする目的で、以下の研究を行った。
1. 菌糸内のリン酸輸送における宿主植物蒸散の役割
「菌糸内のポリリン酸は植物の蒸散流に起因する背圧の一部を利用した菌糸内の水の移動により輸送される」との仮説に基づき、気孔閉塞作用のあるホルモン(ABA)の散布、暗期処理および地上部切除の3種類の処理を行って蒸散量を調節(抑制)したところ、ポリリン酸の菌糸内の移動量(速度)は植物の蒸散量(速度)に比例して減少した。ただし、地上部を切除して蒸散を完全に止めても少量のポリリン酸の移動が観察された。これらの結果から、ポリリン酸輸送の主要な駆動力は蒸散に起因する菌糸内の水の移動であることが明らかにされたと共に、一部は拡散によっても菌糸内を移動することを示唆していた。
2. 菌根菌菌糸のトランスクリプトーム(発現遺伝子の網羅的解析)
昨年度、菌糸の大量培養により得られた約5gの材料からRNAの効率的な抽出条件を確立し、FLXシステム(ロッシュ)によるmRNA(cDNA)のパイロシークエンス(1/2スケールガスケット使用)を行った。約53万リード(平均長375bp)のうち、8,000個以上のlong contig(>500bp以上)が得られた。これらの中には基礎代謝に関与する遺伝子群の他に、リン酸や陽イオンの吸収に関わる輸送体遺伝子群、ポリリン酸合成・分解に関わる遺伝子群の配列情報が網羅されていた。特に無機イオン吸収に関与すると推定される重要な輸送体遺伝子群に関しては、mRNAのほぼ全長に近い配列の情報が得られていたことから、今後、物質輸送に関する分子レベルでの研究を大きく展開する上で、極めて重要な情報が得られたと言える。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Polyphosphate has a central role in the rapid and massive accumulation of phosphorus in extraradical mycelium of an arbuscular mycorrhizal fungus2010

    • 著者名/発表者名
      Hijikata, et al.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 186 ページ: 285-289

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyphosphate-synthesizing activity in extraradical hyphae of an arbuscular mycorrhizal fungus : ATP-dependent but proton gradient-independent synthesis2009

    • 著者名/発表者名
      Tani, et al.
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 75 ページ: 7044-7050

    • 査読あり
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌外生菌糸におけるポリリン酸超集積時のトランスクリプトーム:リン酸吸収・濃縮・輸送に関わる遺伝子群の発現ネットワーク2010

    • 著者名/発表者名
      菊池裕介, ほか
    • 学会等名
      菌根研究会
    • 発表場所
      千葉大(松戸)
    • 年月日
      2010-11-27
  • [学会発表] Plant transpiration is a possible driving force for phosphate translocation in the extraradical hyphae of an arbuscular mycorrhizal fungus2010

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, et al.
    • 学会等名
      1^<st> Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation
    • 発表場所
      Miyazaki, Japan
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌における宿主方向へのリン酸輸送ポリリン酸輸送の駆動力としての蒸散2010

    • 著者名/発表者名
      菊池裕介, ほか
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      北海道大(札幌)
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌におけるポリリン酸代謝:潜在的蓄積能とその電荷バランス調節メカニズム2009

    • 著者名/発表者名
      土方野分, ほか
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都大(京都)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸による酸性ホスファターゼの分泌2009

    • 著者名/発表者名
      松田健一郎, ほか
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都大(京都)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌感染に応答するミヤコグサ酸性ホスファターゼ遺伝子の探索2009

    • 著者名/発表者名
      西村あおい, ほか
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都大(京都)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Dynamics of inorganic and organic cations during polyphosphate-hyperaccumulation in an arbuscular mycorrhizal fungus2009

    • 著者名/発表者名
      Hijikata, et al.
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Mycorrhiza
    • 発表場所
      Belo Horizonte, Brazil
    • 年月日
      2009-08-14
  • [学会発表] Polyphosphate is responsible for the rapid and massive accumulation of phosphorus in arbuscular mycorrhizal fungi2009

    • 著者名/発表者名
      Ezawa, et al.
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Mycorrhiza
    • 発表場所
      Belo Horizonte, Brazil
    • 年月日
      2009-08-14

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公開日: 2012-07-19  

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