Rhizobium melilotiの共生変異体で,細菌の微分化から植物を分離する

科学分野:

• 微生物学 微生物学とは
• 植物 - 細菌共生
• 分子遺伝学 分子遺伝学

背景:

• Rhizobium meliloti SU47は,窒素固定に不可欠なアルファルファと共生関係を形成しています.
• エキゾポリサカライド (EPS) は,根の毛のカールリングと感染糸の形成を含む共生の初期段階で役割を果たします.
• 結節の発達と機能におけるEPSと感染糸の正確な役割は完全に理解されていません.

研究 の 目的:

• エキソポリサッカリドが不足している自発的なRhizobium meliloti変異体の共生現象型を調査する.
• アルファルファ-リゾビウム共生におけるノードル形成と発達のための感染糸の必要性を決定する.
• 細菌のシグナル伝達が,感染とは無関係に結節の発育を誘発する役割を調査する.

主な方法:

• 変異した表面特性 (ファージ耐性,抗体無感性) を示す自発的なRhizobium meliloti SU47変異体の分離と特徴付け.
• 変異株によるワクチン接種時にアルファルファ根の結節の形成と発達のフェノタイプ分析.
• 感染糸とバクテリアの局所化を含むノドルの構造の顕微鏡検査.
• 変異株によって形成されたノドルの窒素固定能力の評価.

主要な成果:

• ミュータントは野生型のエクソポリサッカリドが不足しており,表面の特徴が変化していた.
• 変異株は,根の毛の巻き毛や目に見える感染糸なしに,アルファルファの結節形成を開始しました.
• ミュータントによって形成されたノードルには,表面的な細胞間空間にある細菌が含まれており,バクテロイドが欠け,窒素固定が欠けていました (Fix-).
• 細菌のシグナル伝達が,感染糸と細菌の分化とは無関係にノードル形成を誘発できることを示す証拠があります.

結論:

• 感染糸は,アルファルファ-リゾビウム共生における細胞増殖と結節形成の開始に不可欠ではありません.
• バクテリアの信号は,細菌の微分化の正常なプロセスから切り離されて,遠くから結節の発達を誘発することができます.
• Rhizobium melilotiのエクソポリサカライド欠乏は,共生相互作用を変化させ,初期感染を超えてその複雑な役割を強調します.