2022 Fiscal Year Annual Research Report
根圏ホロビオント代謝ネットワークの理解による植物生育促進効果の解明
| Project/Area Number |
21H02329
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
杉山 暁史 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (20598601)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 晃規 京都大学, 農学研究科, 助教 (10537765)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | ホロビオント / 根圏 / イソフラボン / 酸化酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
根圏とは「植物根から影響を受ける領域」と定義される根近傍の土壌領域であり、土壌微生物の活性が高く、植物の生育に重要であることが広く知られている。根圏微生物叢が植物の健全な生長や作物収量に大きく影響することが明らかにされつつあり、根圏微生物叢の形成と機能ついて広く研究が進められている。本研究では植物と根圏微生物叢の相互作用をホロビオントとして一体的に捉え、根圏微生物叢の形成に重要な役割を担う二次代謝産物の根圏での動態と、それらを代謝する微生物の機能を時空間的に解析することにより、ホロビオント形成の分子機構と植物生育に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
今年度は、前年度に引き続き、イソフラボンを分解するダイズ根圏細菌（Variovorax属）を用いて、ゲノム解析およびトランスクリプトーム解析により選抜された候補遺伝子の解析を進めた。前年度に同定したイソフラボン代謝経路の遺伝子の近傍に、イソフラボンを基質として変換する初発酵素遺伝子を含め、一連の遺伝子が存在することを明らかにした。変異体では、イソフラボン代謝経路の代謝物が蓄積することが見出されたが、精密質量の分析により経路を推定し、いくつかの代謝物については同定した。さらに変異体を用いてダイズ根への定着や生育への効果を解析した。さらに、根圏からVariovorax属以外も含め複数のイソフラボン分解菌を単離するとともに、イソフラボン以外の根圏代謝物に関しても分解菌の分離培養を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的としていたイソフラボン代謝経路の遺伝子についてはほぼ同定することができ、ソヤサポニン代謝に関する遺伝子群も絞り込みを行った。変異体の作成も完成しており、概ね計画通りに進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
根圏イソフラボン代謝経路については代謝経路が解明できつつあるため、解析を進めて論文発表を行う。さらに、イソフラボン代謝に関わる変異株やその他の根圏代謝物の分解菌・非分解菌が得られているので、代謝ネットワークを基盤としたダイズ根圏のホロビオント形成についての研究を行う。特に根への定着と生育促進への影響を解析して、ホロビオントの形成が植物生育に与える影響を明らかにする。研究成果に関しては国際会議で発表するとともに、順次、論文発表を行う。
|
