| 研究課題/領域番号 |
25712006
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| 研究機関 | 独立行政法人農業生物資源研究所 |
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研究代表者 |
下田 宜司 国立研究開発法人農業生物資源研究所, 植物共生機構研究ユニット, 主任研究員 (80415455)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 根粒菌 / マメ科植物 / 窒素固定 / エフェクタータンパク |
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| 研究実績の概要 |
平成27年度は、前年度に引き続きマメ科変異体の窒素固定活性を規定する根粒菌因子（TONO-AT）の機能解析を実施した。
TONO-ATの分泌領域を特定するため、TONO-ATの膜貫通領域とそれよりN末側の様々な領域を含むコンストラクトを作成し、培養上清における分泌タンパクを解析した。その結果、初年度に特定したTONO-ATの自己切断部位よりN末側全長が細胞外に分泌されていることが分かった。またTONO-ATの遺伝子発現をpromoter-GUSにより解析したところ、培養条件下、共生条件下ともにTONO株の方がMAFF株にくらべ明らかに発現が強いことが分かった。
前年度にRNA-seqのデータより選抜した窒素固定活性の発現に関わる宿主遺伝子について解析を行ったところ、TONO-ATを過剰に発現する根粒菌により形成された根粒では、根粒の老化に関わると考えられる遺伝子の発現が野生型に比べ強く誘導されることが分かった。さらにその遺伝子をミヤコグサの根で過剰発現すると、TONO株を接種した場合に見られる窒素固定不全の様相を呈する白色の根粒がコントロールに比べて多く着生する傾向が見られた。
本年度得られた結果により、TONO-ATの発現量の違いが根粒菌株間での窒素固定表現型の違いを生み出しており、またTONO-ATが根粒の老化に関わる宿主遺伝子を誘導することで窒素固定活性がコントロールされている可能性が示唆された。
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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
本年度は、宿主変異体の窒素固定活性を規定する根粒菌側の因子（TONO-AT)について、菌株間での遺伝子発現量の違いと、TONO-ATにより発現誘導される宿主遺伝子との関係を明らかにすることができた。このことは、根粒菌株特異的な窒素固定表現型の分子メカニズムを明らかにする上で重要な結果であることから、研究計画全体として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 |
TONO-ATから分泌されるタンパクについては、培養上清から検出することができたが、植物生体内でどのような形で機能しているかについては、現時点では明らかにすることができていない為、過剰発現に使用するプロモーターの改変およびサンプル量を改善し、再度解析を試みる。また本年度得られたTONO-ATと根粒老化関連遺伝子の関係については、遺伝子発現と表現型解析の再現性を確認する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
TONO-ATの分泌タンパクの解析に必要なキット、試薬類の購入を見込んでいたが、植物根における分泌タンパクの精製ができず、次年度に解析を持ち越すため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度実施できなかった植物体内からの分泌タンパクの精製に必要な試薬、および宿主遺伝子の発現解析に使用する試薬の購入に使用する。また研究成果の発表に必要な旅費に使用する。
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