| 研究課題/領域番号 |
19H02954
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
清水 将文 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (60378320)
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| 研究分担者 |
山本 義治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50301784)
石賀 康博 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50730256)
別役 重之 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80588228)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 青枯病菌排除 / 根圏細菌 / 免疫誘導 / トランスクリプトーム / 可視化 |
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| 研究実績の概要 |
実施計画に従い、根圏細菌TWR114株とTCR112株を根に混合処理したトマトの茎内における青枯病菌の菌密度を経日的に測定した。その結果、青枯病菌接種9～11日に菌密度が急激に低下し、検出限界以下にまで低下することが明らかとなった。一方、根圏細菌の単独処理区および抵抗性誘導剤であるL-ヒスチジンを処理したトマトでは菌密度が徐々に上昇し、やがてトマト苗が枯死した。そこで、青枯病菌接種10日後に茎組織を採取してRNA-seqをおこない、PCA解析に供与した。その結果、第一主成分として病勢進展に伴う応答、第二主成分として細菌（病原菌または根圏細菌）の感染に伴う応答を検出することができた。
また、トマト体内での各細菌の感染挙動を可視化するため、蛍光タンパク質を発現するベクターの導入を試みたが、ベクター導入細菌が得られなかった。そこで、上記細菌のゲノムへの蛍光タンパク質遺伝子の直接的な導入を目指し、各細菌のゲノムを解析してノンコーディング領域（遺伝子導入候補領域）を特定した。今後は、上記細菌のノンコーディング領域に蛍光タンパク質導入が可能なベクターを開発し、蛍光タンパク質を発現する細菌株を作出する予定である。
当初計画では予定していなかったが、根圏細菌が誘導する免疫応答を防御応答レポーター植物を用いて可視化する実験系の確立にも取り組んだ。根圏細菌を根に接種したレポーター植物（シロイヌナズナ）に、病原細菌感染を模したエリシター（flg22）処理をおこない、サリチル酸系およびジャスモン酸系防御応答遺伝子の発現を観察した。その結果、TCR112株処理植物体では、根圏細菌無処理の植物に比べて、flg22処理に対してサリチル酸系防御応答が迅速かつ強力に誘導されることが明らかとなった。今後は、この実験系に改良を加えつつ、根圏細菌の混合処理が誘導する防御応答の時空間的変動を解析する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
根圏細菌を混合処理した植物におけるトランスクリプトームの解析は予定通り順調に進んでいる。また、当初計画では予定していなかった防御応答レポーター植物を用いた実験系の導入により、根圏細菌の処理による防御応答を時空間的に解析できる見通しが立った点は、期待した以上の成果である。一方で、当初計画では、根圏細菌と青枯病菌に蛍光タンパク質遺伝子を導入し、植物体内での感染挙動をイメージング解析する予定であったが、従来法では蛍光タンパク質遺伝子が導入できず、今のところ期待した成果が得られていない。ただし、蛍光タンパク質遺伝子を直接導入することのできるノンコーディング領域を各細菌のゲノム中に見出すことができたことから、次年度はこの実験項目に関しても進展するものと期待している。これらのことを総合し、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
各細菌への蛍光タンパク質遺伝子導入を急ピッチで進め、計画に従った感染挙動解析をおこないたい。また、防御応答レポーター植物を用いた解析を新たな実験項目として加え、根圏細菌の混合処理による青枯病菌排除現象の機構をより詳細に解析したいと考えている。
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