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。

田菁根瘤菌在豆科田菁上形成根瘤和茎瘤，但它也是非豆科植物的内生菌和单生固氮细菌。我们发现这种细菌具有产生R体的致病性，在细胞内感染田菁后可以杀死宿主细胞。 R-body 是由 reb 基因编码的低分子量蛋白质的大聚合物。田菁根瘤菌具有reb基因组和编码自转录启动子的reb操纵子，其表达通常被reb操纵子外部编码的转录因子组抑制。此外，去年还发现reb操纵子表达所必需的转录因子也由reb操纵子之外的基因编码。另一方面，我们还发现这种细菌可以感染非豆科植物拟南芥的整个身体，根据部位的不同，它也可以感染细胞。我们相信，通过最大限度地控制和利用这种真菌的致病性和感染性，将有可能在广泛的非豆科植物中定殖并表现出高固氮活性。为了奠定这一基础，本研究旨在阐明拟南芥中R体的产生机制和致病作用机制，以及全身和细胞内感染的机制。今年，我们进一步加深了对reb操纵子表达控制系统的认识。到目前为止，我们已经发现2-酮戊二酸浓度和温度等环境因素作为影响reb操纵子表达的环境因素。今年，通过进行全基因组突变菌株筛选，我们发现与铁载体产生相关的基因被破坏的菌株中reb操纵子的表达异常。众所周知，铁载体在细菌从环境中获取铁的过程中发挥着重要作用。以此为线索，我们进行了实验，发现了铁浓度影响reb操纵子表达的新事实。

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