セスバニア根粒菌の病原性と細胞内感染能：非マメ科植物への感染拡大に向けた基盤研究

田菁根瘤菌的致病性和细胞内感染性：旨在扩大非豆科植物感染范围的基础研究

基本信息

批准号：
19H02858
负责人：
青野俊裕
金额：
$ 11.23万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02858/
关键词：
根粒菌病原菌共生 R-body reb遺伝子病原性

项目摘要

セスバニア根粒菌は、マメ科植物セスバニアに根粒・茎粒を形成するが、非マメ科植物のエンドファイトでもあり、単生窒素固定細菌でもある。我々は、本菌はR-body生産という病原菌的側面を持っており、セスバニアへの細胞内感染後に宿主細胞を殺傷できることを見出している。R-bodyとは、reb遺伝子群にコードされる低分子タンパク質群の巨大ポリマーである。セスバニア根粒菌は、reb遺伝子群と自己転写促進因子をコードするrebオペロンを持っており、通常はrebオペロン外にコードされる転写因子群によってその発現が抑制されている。また、rebオペロンの発現に必須な転写因子もまた、rebオペロン外の遺伝子によってコードされていることが昨年度までに判明した。一方、本菌は非マメ科植物であるシロイヌナズナの全身に、部位によっては細胞内にも感染できることも、我々は見出している。本菌の病原性と感染性を最大限に制御・利用すれば、広範囲の非マメ科植物に本菌を定着させ、高い窒素固定活性を発揮させることができると我々は考えている。その基盤を築くため、本研究では、R-bodyの生産機構と病原性作用機序の解明と、シロイヌナズナへの全身感染・細胞内感染機構の解明を目的としている。本年度は、rebオペロンの発現制御系の解明を更に深めた。これまで、rebオペロンの発現に影響を及ぼす環境要因として、環境中の2オキソグルタル酸濃度と温度を見出してきた。本年度は、ゲノムワイドな変異株スクリーニングを行うことで、シデロフォア生産関連遺伝子破壊株におけるrebオペロンの発現が異常になることを見出した。シデロフォアは細菌が環境中の鉄を獲得するのに重要な役割を果たすことが知られている。これをヒントに実験を行ったところ、鉄濃度がrebオペロンの発現に影響を及ぼすという新事実を見出すことができた。

塞斯巴尼亚根瘤菌在豆科植物塞斯巴尼亚形成结节和茎颗粒，但也是非肠道植物的内生菌，是一种单核固醇的细菌。我们发现，该细菌具有R-A-a型产生的致病性方面，可以在塞斯巴尼亚的细胞内感染后杀死宿主细胞。 R体是由REB基因组编码的一小部分蛋白质的巨型聚合物。 Sesbania根瘤菌具有编码自动转录启动子的REB基因组和Reb Operon，其表达受到Reb Operon之外的一组转录因子的抑制。去年还发现，Reb Operon之外的基因也编码了Reb Operon表达的转录因子。另一方面，我们还发现，这种细菌可以感染拟南芥，非葡萄糖植物的整个身体，在某些地方细胞内。我们认为，通过控制和利用该细菌的致病性和感染性，可以在最大程度上进行，可以在多种非葡萄糖植物中定植，并发挥高氮固定活性。为了奠定基础，本研究旨在阐明拟南芥的全身性和细胞内感染的机制以及拟南芥的系统性和细胞内感染的机制。今年，我们进一步加深了对Reb Operon表达控制系统的理解。到目前为止，我们已经发现了影响Reb操纵子表达的环境因素，在环境中发现了二氧谷物酸和温度的浓度。今年，我们发现全基因组突变型筛查导致Reb Operon在与铁载体产量相关的基因破坏菌株中的异常表达。已知铁载体在获得环境中获得铁的细菌中起重要作用。将其作为提示，我们能够发现铁浓度会影响Reb Operon的表达的新事实。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

セスバニア根粒菌の宿主細胞殺傷能に関わるrebオペロンの発現に必須な新規転写因子の機能解析

田菁根瘤菌宿主细胞杀伤能力中reb操纵子表达所必需的新型转录因子的功能分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
平川智基;松岡淳一;小川哲弘;諸橋賢吾;青野俊裕
通讯作者：
青野俊裕

Intercellular and intracellular colonization of Azorhizobium caulinodans in Arabidopsis thaliana under nitrogen deficient conditions

缺氮条件下拟南芥中固氮根瘤菌 (Azorhizobium caulinodans) 的细胞间和细胞内定殖

DOI：
10.1080/00380768.2020.1842139
发表时间：
2020
期刊：
Soil Science and Plant Nutrition
影响因子：
2
作者：
Kurumisawa Keigo;Ishizuna Fumiko;Matsuoka Jun-Ichi;Ogawa Tetsuhiro;Morohashi Kengo;Aono Toshihiro
通讯作者：
Aono Toshihiro

AmpRを介して温度により制御されるセスバニア根粒菌の宿主殺傷能と抗生物質耐性能

通过 AmpR 温度控制田菁根瘤菌的宿主杀灭和抗生素抗性