根粒形成および窒素シグナルによる葉圏細菌群集構造の制御機構

根瘤形成和氮信号控制叶际细菌群落结构的机制

基本信息

批准号：
12J07034
负责人：
按田瑞恵
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、マメ科植物の根粒数制御機構が非根粒菌Aureimonas sp. AU20に与える影響の解明を目的とする。昨年度の成果から、AU20株は葉の維管束周辺に生息できる稀有な内生細菌(エンドファイト)であり、その結果、葉の維管束周辺でシグナル交換が行われる根粒制御系の影響を受けることが示唆された。そこで本年度は、AU20株が特殊な生息場所を示す理由を明らかにするために、本株のゲノムを解析した。1. AU20株の全ゲノム塩基配列の決定次世代シーケンサーおよびサンガー法を用いた配列解析により、AU20株の全ゲノム塩基配列を決定した。その結果、AU20株は主染色体だけでなく、rrnオペロンの座乗する第二染色体をもつことが明らかとなった。さらに、サザンハイブリダイゼーションの結果から、ゲノム中に多コピーのrrnオペロンが存在することが示唆された。2. 第二染色体のコピー数の定量第二染色体のコピー数を調べるために、定量PCR系を作成した。結果として、ゲノム中に常時約10-30コピーの第二染色体が存在することが明らかとなった。一般に、細菌は1-15コピーのrrnオペロンをもち、コピー数が多いほど急激な環境変化に適応できると考えられている。以上から、AU20株は多コピーのrrnオペロンをもつことで他の細菌が生息できないようなストレス下(葉の維管束周辺)で生息することが可能となり、その結果、葉の維管束周辺で根粒数制御機構の影響を受けたと考察している。

本研究的目的是阐明豆科植物中根瘤数量控制机制对非根瘤菌 Aureimonas sp. 的影响。根据去年的结果，菌株AU20是一种罕见的内生细菌（内生菌），可以生活在叶片维管束周围，因此受到叶片维管束周围交换信号的根节控制系统的影响被建议。因此，今年，我们分析了AU20菌株的基因组，以阐明为什么它表现出特殊的栖息地。 1.AU20株全基因组序列的确定采用二代测序仪和Sanger法进行序列分析，确定AU20株全基因组序列。结果表明，AU20株不仅具有主染色体，还具有rrn操纵子所在的第二染色体。此外，Southern 杂交结果表明基因组中存在多个 rrn 操纵子拷贝。 2. 2号染色体拷贝数的定量为了研究2号染色体的拷贝数，创建了定量PCR系统。结果显示，在任何给定时间，第二条染色体大约存在 10-30 个拷贝。一般来说，细菌有1-15个rrn操纵子拷贝，人们认为拷贝数越高，它们就越能适应快速的环境变化。由上可知，AU20菌株具有多个rrn操纵子拷贝，这使得它能够在其他细菌无法生存的压力下（叶维管束周围）生存，因此，根瘤在叶维管束周围生长。认为这是受到数量控制机制的影响。