③ 植物と有用土壌微生物との共生機構の解明

• 課題番号: 2015027902
• 研究機関名: 農業生物資源研究所
• 研究期間: 2011-2015
• 年度: 2015
• 摘要: １．ダイズなどマメ科作物の窒素固定効率の向上や、イネなど非マメ科植物への根粒形成能の付与には、根粒共生に関与 する植物遺伝子を網羅的に同定する必要があり、そのためにマメ科モデル植物ミヤコグサの内生レトロトランスポゾンLORE1の転移活 性化系統から共生変異系統候補の選抜を進めてきた。本年度新たに得た5系統を含め、計71系統が選抜され、新規遺伝子の機能解析へ の活用が期待される。; ２．マメ科植物と根粒菌の共生窒素固定系においては、共生菌が特定の宿主とのみ共生する宿主特異性が存在する。特定の根粒菌株に対して窒素固定能不全の根粒を着生するミヤコグサの共生変異体sym104の原因遺伝子を同定し、その発現が根粒共生特異的に誘導されることを明らかにした。さらに、本遺伝子に対応する根粒菌側の遺伝子を同定し、相互作用を解析した結果、根粒侵入後の共生菌に対する認識において、新規の分子機構が解明された。この成果は、効率的な窒素固定系の利用や他作物への窒素固定系導入につながると期待される。; ３．菌根菌の宿主侵入過程に関与する遺伝子機能の解明に向け、菌根共生初期から細胞内共生成立時に発現が誘導される2つの遺伝子 （LjMlo及びLjExo70）を新たに同定した。LjMlo遺伝子はうどんこ病抵抗性遺伝子に、LjExo70遺伝子は細胞内輸送系複合体の構成遺伝子に相同性を示した。両遺伝子産物ともに、根の皮層細胞内に形成される共生器官である樹枝状体を取り囲む局在様式を呈し、発現様式とあわせ、感染成立から共生成立過程への機能的関与が示唆された。この成果は、菌根菌の感染受容システムの解明につながると期待される。; ４．肥料等の低投入による環境と調和した持続型農業実現のため、有用土壌微生物との共生をより効率的に行うことができる作物の作出を目指す共生育種を進めるにあたっては、共生能に関与する宿主植物側遺伝子を検出するための指標が不可欠である。そのため、根粒共生による窒素固定能を示す「窒素固定寄与率」、菌根菌共生による宿主植物の収量増収効果を示す「菌根菌応答率」について、評価方法を検討した。「窒素固定寄与率」については、相対ウレイド法及び15N希釈法により、「菌根菌応答率」については、菌根菌応 答率の最大値（Rmax）を選定する多段階リン施肥条件下における菌根菌接種・非接種ダイズの栽培試験により、ダイズ品種間の差が検出できた。これらの方法を用いることにより、量的遺伝子座の同定に着手することができると考えている。
• カテゴリ: 育種 うどんこ病 施肥 大豆 抵抗性遺伝子 品種 輸送