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プレスリリース概要

2018.07.10

肥料節減に向け、植物と共生するアーバスキュラー菌根菌のゲノムを高精度に解読 〜植物から得ている栄養素を明確化・特殊な遺伝子構造を発見〜

自然科学研究機構 基礎生物学研究所
科学技術振興機構(JST)

アーバスキュラー菌根菌(以下AM菌)は植物の根の中に菌糸を発達させるとともに、土中にも菌糸を張り巡らし、植物の根が届かない場所のリン等を植物に届け、代わりに糖などの光合成産物を受け取る共生関係を築いています。この共生関係は植物の生育を促進する効果があり、将来的に、リン肥料などの消費を押さえる生物資材としての活用が期待されています(図1)。

今回、基礎生物学研究所の前田太郎研究員、重信秀治特任准教授、川口正代司教授らを中心とした研究グループは、代表的なAM菌であるRhizophagus irregularis(図2)のゲノムを従来よりも格段に高精度に解読することに成功し、AM菌が脂肪酸やビタミンB1などの栄養素の合成に関わる遺伝子を欠損していることを明確にしました。AM菌は植物との共生無しでは胞子増殖できませんが、今後これらの栄養素を人為的に投与することによってAM菌を単独で大量培養できる可能性があります。さらに、AM菌の種の同定や植物への効果の評価に使われてきた遺伝子マーカーであるリボソームDNA遺伝子注3が、他の生物では見られない特殊な性質をもつことを明らかにしました。

本研究成果は「Communications Biology」に2018年7月10日付けで掲載されます。

figure1.jpg 図 アーバスキュラー菌根菌と植物の共生現象の概念図
アーバスキュラー菌根菌は、植物の根の中に菌糸を発達させると同時に土壌中にも菌糸を張り巡らし、リンやミネラル、水分を宿主植物に届ける役割をする。一方、植物は光合成によって生産された糖や脂肪酸をAM菌に与える。この共生はほとんどの植物で見られ、陸上生態系に重要な役割を果たしている。