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2016 年度 実績報告書

メタノールをメディエータとした微生物と植物間の新しい相互作用モデルの確立

研究課題

研究課題/領域番号 26660074
研究機関岡山理科大学

研究代表者

三井 亮司  岡山理科大学, 理学部, 教授 (60319936)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードメチロトローフ / 共生微生物 / Methylobacterium / メタノール / Bradyrhizobium / ランタノイド / メタノールデヒドロゲナーゼ / オートトローフ
研究実績の概要

最終年度となる本年度は植物葉上における優占種であるMethylobacterium属の植物共生機構に着目して研究を進めた。昨年までに根圏のRhizobium属がランタノイド存在下で植物より供給されるメタノールをエネルギー源とし、オートトローフとして生育することを明らかにした。さらにその生化学的な解析と分子遺伝学的解析を組み合わせて代謝系などを明らかにしてきた。その過程で鍵となる酵素、メタノールデヒドロゲナーゼ(MDH)が生育環境が異なる2菌株で差異があることを見いだした。ランタノイド依存型MDHのXoxFは共通で保持しているのに対して、葉上優占種のMethylobacteriumはXoxFに加えてCa依存型のMDHを有していた。これらの使い分け明らかにするため、Methylobacterium extorquens AM1の3種のMDHの内、XoxF1とXoxF2にHisx6タグを付与した標識型組換株を作成した。これによりメタノールデヒドロゲナーゼ活性の測定だけでは見分けられなかったアイソザイムを抗体を用いた発現解析を行うことが可能になった。様々な培養条件におけるXoxF1, XoxF2の発現を検討したところ、ランタノイド存在下で濃度依存的に発現することは共通であったが、XoxF1はメタノールによる制御はなく、Laのみに応答して発現していることが明らかになった。これらのことから、Methylobacteriumが持つ植物共生メカニズムの一つとして、土壌環境から植物の生育に合わせた地上部環境へと適応することで葉上へと移行しており、その環境適応にMDHの使い分けを行っていることが示唆された。さらにランタノイドが植物体の中で土壌から葉上にかけて少なくなる濃度の勾配を形成しており、これを植物との共生において環境シグナルとしていることが示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Acidomonas属酢酸菌のレアアースに対する応答2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮大貴、山本麻衣子、三井亮司、阿野嘉孝
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 根粒菌Bradyrhizobium diazoefficiens由来レアアース依存的メタノール脱水素酵素の酵素科学的性質2017

    • 著者名/発表者名
      菅沼宗矢, 王倫, 日比野歩美, 三井亮司, 谷明生, 海老原章郎, 早川享志, 中川智行
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 代謝活性化を利用したオーキシン応答の細胞選択的な制御システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      林 謙一郎, 舩越 惇, 本瀬 宏康, 福井 康祐 , 三井 亮司
    • 学会等名
      植物化学調節学会
    • 発表場所
      高知大学農林海洋科学部
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-30
  • [学会発表] Methylobacterium extorquens AM1 のメタノール脱水素酵素のアイソザイムに関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      一小路 貴士, 矢野 裕之, 中川 智行, 谷 明生, 田中 三男, 三井 亮司
    • 学会等名
      日本生物工学会2016年度大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [学会発表] Methylobacterium extorquens AM1による植物生理活性物質の分泌と植物共生2016

    • 著者名/発表者名
      田中 美知留, 矢野 裕之, 田中 三男, 三井 亮司
    • 学会等名
      日本生物工学会2016年度大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [学会発表] Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110由来REE依存型メタノール脱水素酵素の酵素化学的諸性質2016

    • 著者名/発表者名
      菅沼宗矢, 王倫, 日比野歩美, 三井亮司, 谷 明生, 海老原章郎, 早川享志, 中川智行
    • 学会等名
      日本生物工学会2016年度大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [学会発表] メタノールをメディエータとした微生物と植物の共生システム2016

    • 著者名/発表者名
      三井亮司
    • 学会等名
      鳥取大学大学院特別研究セミナー
    • 発表場所
      鳥取大学工学研究科
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-14
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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