共生窒素固定の成立に必要なミヤコグサ根粒菌遺伝子の探索

研究先 国立研究開発法人理化学研究所 環境資源科学研究センター 植物共生研究チーム

目的

ミヤコグサ根粒菌(Mesorhizobium loti)はミヤコグサ(Lotus japonicus)の根に感染して光合成産物を受け取り、大気中から窒素を固定する。ミヤコグサはその窒素を利用することで低窒素環境下での生育が可能になる。この共生窒素固定能をさらに利用することで窒素肥料の消費削減が期待される。共生窒素固定の更なる活用には共生成立を支持する分子メカニズムの理解が必要だが、この分子メカニズムには不明な点が残されている。本研究では共生成立に必要な分子メカニズムの理解を促す手がかりを得るために、ミヤコグサ根粒菌トランスポゾン挿入変異体を用いて共生窒素固定の成立に必要な根粒菌遺伝子の探索を行った。

方法

ミヤコグサ根粒菌の共生変異体をスクリーニングできる実験系を確立する目的で、これまでに様々な根粒菌において共生の成立に必須だと知られている 26遺伝子について、ミヤコグサ根粒菌変異体をミヤコグサに接種し共生表現型を観察した。確立した実験系を用いて、約 30,000系統のミヤコグサ根粒菌変異体プールから共生ができなくなるミヤコグサ根粒菌変異体の選抜を試みた。

結果

既知遺伝子の変異体 26系統から、共生が成立していないと推測される根粒が形成される系統を 3つ見いだすことができたことから、この実験系を用いてミヤコグサ根粒菌の共生変異体を選抜できると判断した。ミヤコグサ根粒菌変異体プールの 624系統について共生表現型を観察した結果、窒素固定能が減少していると推測される変異体が 1系統見られた。

実験ができる体験実習開催中

東京バイオでは、毎週末実験ができる体験実習を行っています。
また、週末忙しいい方のために平日説明会も開催中。
是非お越しください!