菌類の共生体Mycenaは,ガストロディアエラタの窒素利用の低下を補完し,インドル3酸を供給し,種子の発芽を促進する

科学分野:

• 植物とキノコの共生
• ミコヘテロトロフィックな植物の発達
• 生態系における栄養素交換

背景:

• ガストロディア・エラタは菌類異質植物で,窒素やオキシンのような栄養素を共生菌に頼っている.
• シンビオティックな真菌からG. elataへの栄養素とホルモン供給のメカニズムは完全に理解されていません.
• G. elataは窒素利用とオキシン生物合成のための遺伝子がなく,真菌のサポートが必要である.

研究 の 目的:

• G. elataの種子発芽に窒素とオキシンを供給するシンビオティックな真菌の役割を明らかにする.
• ミセナとG. elataの相互関係に基づく分子メカニズムを調査する.
• 菌類の栄養補給が 菌類異質植物育成をどのようにサポートするかを理解する.

主な方法:

• G. elataとMycenaの比較ゲノミクスで,遺伝子の損失と増加を特定する.
• シンビオシス中のG. elataの種とMycenaのダイナミックトランスクリプトミックの分析.
• ミセナでの機能的遺伝子破壊実験 (ニトリット・リドゥクタゼとアミダゼ)

主要な成果:

• G. elataのゲノムは窒素利用とIAA生物合成遺伝子を欠いているが,Mycenaはそれらを保有している.
• ミセナはシンバイオシス中に窒素とIAAのバイオシンセシスの遺伝子をアップレギュレーションします.
• ミセナの窒素還元酵素とアミダースを破壊すると,エネルギー,構造,シグナル伝達に影響を与え,G. elataの種子発芽を妨げました.

結論:

• Mycenaは,特に窒素利用において,G. elataの代謝欠陥を積極的に補償する.
• 菌類による窒素とオキシンの供給は,G. elataの種子の共生発芽に不可欠である.
• この研究は,植物とキノコの相互関係における 栄養交換の重要な役割を強調しています