菌根における共生的リン酸獲得の分子機構

菌根共生磷酸盐获取的分子机制

• 批准号: 19880012
• 负责人: 齋藤 勝晴
• 金额: $ 1.99万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19880012/
• 关键词: アーバスキュラー菌根; ポリリン酸; ミヤコグサ; 酸性ホスファターゼ; 電子顕微鏡; リン酸; 液胞; 樹枝状体

アーバスキュラー菌根菌は植物の根に共生する糸状菌であり、多くの植物のリン酸栄養改善に寄与している。本研究では、アーバスキュラー菌根のリン酸獲得機構の分子メカニズムを解明することを目的とした。土壌中のリン酸は菌根菌に取り込まれた後ポリリン酸に合成され、菌糸中を移動することが知られている。しかし、ポリリン酸が蓄積する細胞小器官は未だ特定されていない。そこで菌糸中のポリリン酸局在を明らかにするため、ポリリン酸分解酵素のポリリン酸への親和性と免疫電顕を組み合わせた方法によりポリリン酸の検出を行った。同時に、もう一つのポリリン酸検出法であるDAPI染色も試みた。その結果、ポリリン酸は発芽菌糸の液胞に高濃度に蓄積するとともに、細胞壁の最外層にも存在することが明らかとなった。このことはポリリン酸が細胞壁成分として細胞膜外に分泌されることを示唆しており、アーバスキュラー菌根菌から植物へのリン酸輸送に重要な役割を果たしている可能性がある。アーバスキュラー菌根のリン酸吸収促進機能の指標を探索するため、菌根菌感染により発現上昇するリン酸代謝遺伝子の解析を行った。ミヤコグサマクロアレイデータを用いて菌根菌感染により発現が上昇する酸性ホスファターゼ遺伝子を2クローン検出した。しかし、リアルタイムPCRにより遺伝子発現量を詳しく解析したところ、発現上昇は確認されなかった。今回利用したマクロアレイデータには、菌根誘導性の酸性ホスファターゼ遺伝子が存在していなかった可能性があり、今後はリン酸吸収促進機能の指標探索に生化学的なアプローチも必要と考えられる。

丛枝菌根真菌是与植物根部共生的丝状真菌，有助于改善许多植物的磷酸盐营养。本研究的目的是阐明丛枝菌根获取磷酸盐的分子机制。众所周知，土壤中的磷酸被菌根真菌吸收，合成为多聚磷酸，然后通过菌丝转移。然而，聚磷酸盐积累的细胞器尚未确定。因此，为了明确多磷酸盐在菌丝中的定位，采用多磷酸盐降解酶对多磷酸盐的亲和力与免疫电镜相结合的方法来检测多磷酸盐。同时，我们还尝试了DAPI染色，这是另一种多磷酸盐检测方法。结果表明，多聚磷酸在萌发菌丝的液泡中以高浓度积累，并且也存在于细胞壁的最外层。这表明多磷酸盐作为细胞壁成分分泌到细胞膜外，并且可能在磷酸盐从丛枝菌根真菌到植物的转运中发挥重要作用。为了寻找丛枝菌根促进磷吸收功能的指标，我们分析了菌根感染后表达上调的磷代谢基因。利用莲花宏阵列数据，我们检测到两个酸性磷酸酶基因克隆，其表达因菌根感染而增加。然而，当通过实时PCR详细分析基因表达水平时，没有确认表达增加。这次使用的宏阵列数据中可能不存在菌根诱导的酸性磷酸酶基因，今后需要通过生化方法来寻找促进磷酸盐吸收功能的指标。

项目成果

アーバスキュラー菌根実験法(7)アーバスキュラー菌根菌の生体観察法

丛枝菌根实验方法（七）丛枝菌根真菌活体观察方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: 土と微生物 61
• 作者: Funamoto;R.;斎藤勝晴
• 通讯作者: 斎藤勝晴

アーバスキュラー菌根以外の菌根

除丛枝菌根外的菌根

• 发表时间: 2008
• 作者: Funamoto;R.;斎藤勝晴;小島知子;斎藤勝晴;斎藤勝晴
• 通讯作者: 斎藤勝晴

EMS処理をしたミヤコグサからのアーバスキュラー菌根特異的共生変異株の選抜

从 EMS 处理的百脉根中筛选丛枝菌根特异性共生突变体

• 发表时间: 2007
• 作者: Funamoto;R.;斎藤勝晴;小島知子
• 通讯作者: 小島知子

アーバスキュラー菌根共生系から根粒共生系への進化

从丛枝菌根共生系统到结节共生系统的演变

• 发表时间: 2008
• 作者: Funamoto;R.;斎藤勝晴;小島知子;斎藤勝晴
• 通讯作者: 斎藤勝晴