ダイズ根粒形成過程における高窒素固定能菌の土着根粒菌との競合と根圏定着機構の解明

阐明大豆根瘤形成过程中高固氮菌与本土根瘤菌的竞争及根际定植机制

• 批准号: 15780048
• 负责人: 佐伯 雄一
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15780048/
• 关键词: ダイズ; 根粒菌; 窒素固定; 16S-23S rDNA ITS; 多型解析; ヒドロゲナーゼ; 競合; Rj遺伝子型; PCR-RFLP法

本研究では高窒素固定能ダイズ根粒菌の有効利用を増進するために高窒素固定能菌の迅速なスクリーニング法の確立、ならびに高窒素固定能菌の実用的接種菌濃度での土着根粒菌に対する競合能を強化し、接種効率の増進を図ることを目的とした研究を進めている。血清型の異なるダイズ根粒菌20菌株を対象に16S rDNAの塩基配列および16S-23S rDNA Internal Transcribed Spacer (ITS)領域の塩基配列に着目し多型解析を行った。さらにヒドロゲナーゼ(hup)遺伝子の部分塩基配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーションの結果、hup遺伝子保有菌株は共通のITS遺伝子多型を示すことが明らかとなった。このことにより高窒素固定能菌のスクリーニングにITS多型を利用できることが明らかとなった。加えて、土着根粒菌を解析する際にITS多型が有用な指標となり得ることを示した。これを元に日本各地の土壌よりダイズ根粒菌を分離し、ITS多型を利用して分布解析を行ったところ、その分布に明らかな傾向を見出した。このことはダイズ栽培における高窒素固定能菌の接種の際、日本各地で競合対象菌株が異なることを示唆している。さらに高窒素固定能を有する接種根粒菌とその他の根粒菌との競合および根圏中での生態学的知見を含む接種根粒菌の根圏定着のメカニズムに関する知見を得るため、ヒドロゲナーゼオペロンを有する高窒素固定能菌(B.japonicum USDA 110株,USDA122株)とその他の根粒菌とをRj遺伝子型の異なるダイズに対して接種試験を行い、根粒占有率と根粒の空間配置を解析したところ、条件を同一にする限り、USDA 110株はいずれの競合菌株よりも高い根粒占有率を示し、根粒の着生部位は根の基部周辺に偏ることを確認した。この結果は、高窒素固定能菌の接種技術の改善によって根粒占有率を上げることが可能であると判断された。

这项研究旨在为高硝基固定能力细菌建立快速筛查方法，以促进有效利用高氮固定能力大豆根瘤菌，并增强高氮固定能力细菌对原始根瘤菌的竞争能力，以在实际接种浓度的固定能力的实际接种浓度上提高固定能力，并提高固定能力的效率。对具有不同血清型的20种大豆根瘤菌菌株进行了多态性分析，重点是16S rDNA的核苷酸序列和16S-23S rDNA内部转录间隔（ITS）区域的核苷酸序列。此外，使用氢化氢（HUP）基因的部分核苷酸序列的南部杂交作为探针表明，携带HUP基因的菌株表现出其基因多态性的共同点。这表明其多态性可用于筛选高度氮的活性细菌。此外，我们已经表明，在分析土著根瘤菌时，其多态性可能是有用的指标。基于此，从日本各地的土壤中分离出大豆根瘤菌，并使用其多态性进行了分布分析，并且在分布中发现了明显的趋势。这表明，当在大豆种植中接种高度氮的活性细菌时，日本各地的竞争菌株都不同。此外，为了深入了解接种根瘤菌的根际殖民化机制，包括接种氮固定能力和其他根瘤菌的根瘤菌与根际的生态发现之间的竞争，以及我们在氢根酶操作中进行了接种型Rryogenape and -B. japoconizum usiDA，在根际中进行了生态发现，不同的RJ基因型，并分析了淋巴结占用率的节点占用率和空间排列。只要条件相同，USDA 110菌株就会表现出比任何竞争菌株都高的淋巴结占用率，并且淋巴结嵌入位点偏向根部的底部。该结果确定可以通过改善高氮固定活性的接种技术来提高淋巴结占用率。