宿主植物の共生変異体を用いた窒素固定機構の解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570052
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 愛知教育大学
• 研究代表者: 菅沼 教生 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (40179114)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 共生 / 根粒 / 窒素固定 / 変異体 / ミヤコグサ

研究概要

マメ科植物は根粒菌と共生して空中窒素子を固定する。このような共生窒素固定機構の分子的基盤を確立するために、窒素固定能力に異常をきたしたマメ科モデル植物ミヤコグサのFix-変異体を用いて、窒素固定に必須の宿主植物遺伝子を同定し、機能の解明に取り組んだ。その結果、植物の全身で発現し、根と根粒では維管束で発現する、小胞を介した物質輸送に関与するSNAREタンパク質をコードする遺伝子が窒素固定活性に必須であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] 共生菌の遺伝子欠落を補う宿主植物 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 河内宏, 菅沼教生
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝 巻: 67 ページ: 441-446
• [雑誌論文] The SNARE protein SYP71 expressed in vascular tissues is involved in symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Oi, R., Suga, E., Adachi, Y., Kobayashi, M., Akai, R., Sato, S., Fukai, E., Tabata, S., Shibata, S., Wu, G.J., Hase, Y., Tanaka, A., Kawaguchi, M., Kouchi, H., Umehara, Y., and Suganuma, N.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 160 ページ: 897-905
  • DOI: 10.1104/pp.112.200782
  • 査読あり
• [雑誌論文] The integral membrane protein SEN1 is required for symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Niimi, K., Yamamoto, T., Isobe, S., Sato, S., Nakamura, Y., Tabata, S., Kumagai, H., Umehara, Y., Brossuleit, K., Petersen, T.R., Sandal, N., Stougaard, J., Udvardi, M.K., Tamaoki, M., Kawaguchi, M., Kouchi, H., and Suganuma, N.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 225-236
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr167
  • 査読あり
• [学会発表] Analysis of a host factor required for efficient symbiotic nitrogen fixation in model and crop plants–Functional analysis of Lotus japonicus SEN1 protein- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Suganuma, N., Kouchi, H., Hayashi, M. and Fujiwara, T.
  • 学会等名: 18^<th> International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
  • 年月日: 20131014-18
• [学会発表] 窒素固定能の発現に必須なミヤコグサSEN1タンパク質の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 菅沼教生, 河内宏, 林誠, 藤原徹
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] Host plant shoot controls rhizobial symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suganuma, N., Saeki, C., Abo, M., Nishida, H., Handa, Y., Shigenobu, S. and Kawaguchi, M.
  • 学会等名: 18^<th> International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
  • 年月日: 2013-10-18
• [学会発表] A SNARE protein expressed in vascular tissue affects symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus nodules (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Oi, R., Hazuma, K., Suga, E., Adachi, Y., Kobayashi, M., Akai, R., Sato, S., Fukai, E., Tabata, S., Shibata, S., Wu, G.J., Hase, Y., Tanaka, A., Kawaguchi, M., Kouchi, H., Umehara, Y., and Suganuma, N.
  • 学会等名: XV International Congress of Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20120329-0802
• [学会発表] SNAREタンパク質LjSYP71が欠損したミヤコグサ共生変異体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生, 多井諒, 弭間和哉, 須賀江里, 足達由佳, 小林麻由美, 佐藤修正, 深井英吾, 田畑哲之, 柴田哲, 呉国江, 長谷純宏, 田中淳, 川口正代司, 河内宏, 梅原洋佐, 菅沼教生
  • 学会等名: 第21回植物微生物研究交流会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-21