根粒菌ｎｏｄシグナルによる根粒形成と，ＥＮＯＤ40遺伝子の誘導

• 担当機関: 農業生物資源研究所
• 研究期間: 1994～1997
• 発行年度: 1994
• 要約: 根粒菌より単離した根粒形成シグナル物質（nodシグナル）によって野生ダイズに根粒様構造を形成し、根粒菌感染による真性の根粒形成と同様に根粒特異的なENOD 40遺伝子の発現が誘導されることを明らかにした。
• 背景・ねらい: マメ科植物根粒の共生窒素固定は植物－微生物（根粒菌）の複雑な相互作用の上に成り立っている。根粒の形成は根粒菌が分泌する根粒形成シグナルによって引き起こされることが近年明らかになった。 そこで、この相互作用のメカニズムを解明するため、根粒菌から単離した根粒形成シグナル物質による根粒形成と、根粒形成過程で特異的に誘導され、根粒形成き重要な役割を持つと推定されるENOD40の遺伝子の発現をしらべた。

成果の内容・特徴

1. 　ダイズ根粒菌の根粒形成（nod）遺伝子によって生成されるnodシグナル（図１）を野生ダイズ根に投与すると、根毛の変形に引き続いて表皮直下の皮層細胞に分裂が誘導され、効率よく根粒原基が形成される（図２）。その形成初期の構造は根粒菌感染による正常な根粒形成過程と形態的にはまったく同一である。
   
2. 　In situハイブリダイゼーション法により、nodシグナルによって形成された根粒様構造でのENOD40遺伝子の発現をしらべると、根粒菌の感染による正常な根粒形成の場合と同様に、nodシグナル接種部位に対応する根中心柱のpericycleに特異的な発現が確認された（図３、４）。さらに、RT-PCRによって、ENOD40の発現は皮層細胞分裂の誘導よりも早く、処理後６時間以内に認められた。
   
3. 　
   　これらのことは、ダイズにおいても根粒の形態形成がnodシグナルのみによって引き起こされること、またENOD40の発現が皮層細胞分裂の誘導、従って根粒原基の形成に重要な役割を担っていることを示唆している。
   

• 成果の活用面・留意点: nodシグナルに始まる情報伝達機構を解明するために、nodシグナルの構造と根粒の形態形成およびそれに関すると予想される遺伝子発現の関係をさらに詳細に解析する必要がある。
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