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2016 年度 実績報告書

植物絶対共生菌の革新的遺伝子サイレンシング法が開く菌根共生の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 26292034
研究機関北海道大学

研究代表者

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

研究分担者 増田 税  北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60281854)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードアーバスキュラー菌根菌 / 遺伝子サイレンシング / 共生 / 植物ウィルスベクター / リン酸
研究実績の概要

I. リン酸長距離輸送に関わる水輸送体遺伝子の同定
AM菌Rhizophagus clarusの水輸送体遺伝子RcAQP3の水輸送活性を酵母形質転換系により確認した。また、この遺伝子のノックダウンによりAM菌のリン酸輸送速度が低下し、植物へのリン酸供給量も低下した。これらのことは、この水輸送体が菌糸内のリン酸輸送の駆動力を伝える役割を担っていることを強く示唆する。本知見に関する論文が今年度、公表された (Kikuchi et al., 2016)。
II. 共生菌から植物へのリン酸放出を担うリン酸排出輸送体の同定
トランスクリプトーム解析から根内菌糸で強く発現するリン酸輸送体遺伝子として同定されたRcPHO1は、植物のリン酸排出輸送体遺伝子と相同性が高く、AM菌から植物根細胞へのリン酸移行を担うと予測された。そこで、この遺伝子を植物ウイルスベクターによりノックダウンしたところ、植物へのリン酸供給量が低下し、AM菌の形態形成や感染量にも変化が観察された。また、いもち病菌の持つPHO1相同遺伝子をノックアウトすると、培地中へのリン酸放出が止まると共に、このノックアウト株にRcPHO1を形質転換するとリン酸放出活性が復活した。これらのことは、RcPHO1がAM菌においてリン酸放出を担う輸送体遺伝子をコードしている証拠である。さらに、RcPHO1の細胞内局在性を調べるために、RcPHO1のC末端合成ペプチドに対する抗体を作製し、免疫電顕による観察やGFPタグを連結したRcPHO1をいもち病菌に形質転換したものの、細胞内での局在性は特定できなかった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Aquaporin-mediated long-distance polyphosphate translocation directed towards the host in arbuscular mycorrhizal symbiosis: application of virus-induced gene silencing2016

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, Y., Hijikata, N., Ohtomo, R., Handa, Y., Kawaguchi, M., Saito, K., Masuta, C. and Ezawa, T.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 211 ページ: 1202-1208

    • DOI

      10.1111/nph.14016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 第二,第三次技術革新が開くアーバスキュラー菌根共生研究―栄養共生機構・生態・ビジネス展望―2016

    • 著者名/発表者名
      江沢辰広
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 87 ページ: 64-69

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 菌根経路からのリン酸吸収に対するネギのトランスクリプトーム応答2016

    • 著者名/発表者名
      港 翔平・中西夏輝・丸山隼人・永野 惇・江沢辰広
    • 学会等名
      菌根研究会大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌における耐酸性形質の分子基盤:比較トランスクリプトーム解析を利用した耐酸性遺伝子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      中西夏輝・丸山隼人・江沢辰広
    • 学会等名
      菌根研究会大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌におけるPHO1型リン酸排出輸送体は宿主へのリン酸移行に関与する2016

    • 著者名/発表者名
      丸山隼人・横山 楓・菊池裕介・中西夏輝・阿部歩・曾根輝雄・斎藤勝晴・増田 税・江沢辰広
    • 学会等名
      菌根研究会大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] Rhizophagus clarus―ウイルス間相互作用に駆動される酸性土壌適応:大陸間隔離株の共通ウイルスは酸性土壌において正の選択圧を受ける2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木芽以・中西夏輝・丸山隼人・俵谷圭太郎・増田税・江沢辰広
    • 学会等名
      菌根研究会大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌 Rhizophagus clarus の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性のリン酸応答.菌根研究会大会2016

    • 著者名/発表者名
      蜂矢志保実・佐藤匠・江沢辰広・程為国・俵谷圭太郎
    • 学会等名
      菌根研究会大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌から宿主へのリン酸供給機構:PHO1リン酸排出輸送体の機能2016

    • 著者名/発表者名
      丸山隼人・横山楓・菊池裕介・中西夏輝・阿部歩・曾根輝雄・斎藤勝晴・増田税・江沢辰広
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌大陸間隔離株における:同一ウイルスの存在が示唆する宿主―ウイルス共生の起源2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木芽以・前田太郎・小林裕樹・川口正代司・俵谷圭太郎・増田税・江沢辰広
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌における耐酸性形質の分子基盤へのアプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      中西夏輝・江沢辰広
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [学会発表] Release of acid phosphatase from extraradical hyphae of arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus clarus under low P condition2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Sato, Tatsuhiro Ezawa, Weiguo Cheng and Keitaro Tawaraya
    • 学会等名
      Organic Phosphorus Workshop 2016
    • 発表場所
      Windermere (Lake District, UK)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [図書] Inorganic polyphosphates in mycorrhiza. In: T. Kulakovskaya ed., Biological Function of Polyphosphates in Eukaryotic Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Ezawa, T., Tani, C., Hijikata, N. and Kikuchi, Y.
    • 総ページ数
      pp. 49-60
    • 出版者
      Springer International Publishing
  • [図書] Phosphorus metabolism and transport in arbuscular mycorrhizal symbiosis. In: F. Martin ed., Molecular Mycorrhizal Symbiosis2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, K. and Ezawa, T.
    • 総ページ数
      pp. 197-216
    • 出版者
      John Wiley & Sons

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公開日: 2018-01-16  

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