Co-evolution between bradyrhizobia and plants: Experimental evolution of rhizobia and endophytes

慢根瘤菌与植物的协同进化：根瘤菌和内生菌的实验进化

基本信息

批准号：
18H02112
负责人：
南澤究
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(i)Bradyrhizobium属根粒菌の共生アイランドの動的進化の解明前年度sacB選抜とRj2ダイズ選抜の欠失パターンが異なっていた。sacB特異的な欠失株をRj2ダイズに接種を行ったところ、（競合的）根粒形成能が明らかに低下していた。したがって、Bradyrhizobium属根粒菌の共生アイランドは自由生活（培養過程）で確率的に挿入配列(IS)介在型欠失が生成しており、Rj2ダイズ選抜ではその一部が選択されていることが判明した。さらに、根粒菌コレクションから共生アイランド内のIS間が重複している獲得型株が見出された。以上の結果は、根粒菌の共生アイランドが挿入配列(IS)を介して欠失と重複を起こす動的な存在であることを実験室内で証明したものとして、高く評価できる。(ii) Bradyrhizobium属の窒素固定エンドファイトと根粒菌の共有進化ダイズ根粒から分離したBradyrhizobium属根粒菌を、レニーの半流動培地に接種し、アセチレン還元活性を測定したところ、自由生活で窒素固定能を発現する非共生型Bradyrhizobium属細菌と同じレベルでアセチレン還元活性を示す株は得られなかった。したがって、本アプローチからは共生アイランドとゲノムコアの両方にnif遺伝子群を持つハイブリッド型のBradyrhizobium属細菌は見出されなかった。ソルガム根由来のBradyrhizobium属細菌は「根粒菌型」、「自由生活窒素固定型」、「非窒素固定型」３つの窒素固定様式に分類された。それらの詳細な系統解析とゲノム解析により、ある系統において「根粒菌型」と「非窒素固定型」の両方のタイプが共存し、Bradyrhizobium属細菌において、共生アイランドの水平伝達が起りやすい系統の存在が示唆された。

(i) 阐明慢生根瘤菌共生岛的动态演化上一年sacB选择和Rj2大豆选择的缺失模式是不同的。当 Rj2 大豆接种 sacB 特异性缺失菌株时，（竞争性）结瘤能力明显降低。因此，发现慢生根瘤菌属的共生岛在自由生活（培养过程）期间随机产生插入序列（IS）介导的缺失，并且其中一些在Rj2大豆选择中被选择。此外，从根瘤菌集合中发现了共生岛内具有重叠 IS 的获得性菌株。上述结果可以得到高度评价，因为在实验室中证明了根瘤菌共生岛是通过插入序列（IS）进行删除和复制的动态实体。 (ii)慢生根瘤菌属固氮内生菌和根瘤菌的共同进化没有获得表现出与表达的非共生慢生根瘤菌细菌相同水平的乙炔还原活性的菌株。因此，使用这种方法，我们没有发现在共生岛和基因组核心中都具有nif基因组的杂交慢生根瘤菌细菌。来自高粱根部的慢生根瘤菌属细菌被分为三种固氮类型：“根际细菌”、“自由生活固氮”和“非固氮”。详细的系统发育和基因组分析表明，根瘤菌和非固氮类型在某些菌株中共存，并且表明在慢生根瘤菌中可能存在共生岛的水平传播。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

窒素循環を担う植物共生微生物に関する研究

负责氮循环的植物共生微生物的研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
南澤究
通讯作者：
南澤究

根粒菌共生アイランドの大規模欠失と土壌環境適応

根瘤菌共生岛的大规模缺失及对土壤环境的适应

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
嵐田遥;大竹遥;菅原雅之;三井久幸;南澤究
通讯作者：
南澤究

Symbiotic incompatibility via effector-triggered immunity between soybean Rj2-genotype and bradyrhizobial NopP

大豆 Rj2 基因型和慢生根瘤菌 NopP 之间通过效应子触发免疫的共生不相容性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayuki Sugawara; Yosuke Umehara; Satoko Takahashi; Akito Kaga; Masaki Hayashi; Masao Ishimoto; Shusei Sato; Hisayuki Mitsui;Kiwamu Minamisawa
通讯作者：
Kiwamu Minamisawa

植物マイクロバイオーム研究～ホロビオームから鍵となる新規相互作用や微生物を見出せるか～Plant microbiome: Can we find key interactions between plant and microbe from holobiome?

植物微生物组研究：我们能否从全生物组中找到植物和微生物之间的关键相互作用？