2020 Fiscal Year Annual Research Report
host mechanism for preventing partner's cheating in legume-rhizobia symbiosis
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18K06282
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
中川 知己 基礎生物学研究所, 共生システム研究部門, 特別協力研究員 (90396812)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 相利共生 / cheating / 根粒菌 / マメ科植物 / 窒素固定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マメ科植物は土壌中の根粒菌と共生することで、光合成産物などの提供の見返りに窒素栄養を獲得することができる。この共生窒素固定により、マメ科植物は他の植物が生育できない窒素欠乏土壌でも旺盛に生育することができる。一方で窒素固定能力が無い根粒菌と共生した場合、光合成産物を一方的に奪われることになり、マメ科植物の成育は著しく阻害される。したがって誠実な根粒菌と共生することが非常に重要である。
本年度は自然界において、どのように相利共生が成り立つのかを中心に解析を行った。横浜市において天然土壌を使って行った実験では、過去にマメ科植物を栽培した記録の無い土壌で落花生やエンドウに正常な共生が成立した。一方で植物自体が生育しない環境の土壌では、無効根粒が着生した例が多く観察された。したがって根粒菌は、マメ科植物に限らず植物が旺盛に生育する環境では相利的な形質が優占となり、植物が生育していない環境では寄生的な形質が優占となる可能性が考えられる。今後はメタゲノム解析などにより、実際に土壌微生物群集の遺伝的形質の変化について研究を続けていく予定である。
我々の解析結果から、マメ科植物と根粒菌の双方に相利的な関係を維持するための仕組みが備わっている可能性が推測される。マメ科植物側の仕組みについては、PINK4変異体の単離によっておおまかな仕組みが見え始めた。一方で根粒菌については、常に窒素固定しない種が生まれ続けていることが示唆されたが、マメ科植物が介在しない環境でも誠実な根粒菌が優占となる原理は全く明らかになっていない。今後、根粒菌側の仕組みについての研究も重要になると思われる。
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Research Products
(1 results)
