アーバスキュラー菌根菌のアルカリホスファターゼは植物へのリン供給に関与している

タイトル アーバスキュラー菌根菌のアルカリホスファターゼは植物へのリン供給に関与している
担当機関 (独)農業・生物系特定産業技術研究機構 畜産草地研究所
研究課題名
研究期間 1999~2003
研究担当者 小島知子
青野俊裕
斎藤雅典
大友 量
安藤象太郎
発行年度 2003
要約 アーバスキュラー菌根菌は植物の根に共生し、根内の菌糸においてアルカリホスファターゼ活性が高い。このホスファターゼ活性は菌糸からのリン酸放出量と相関があり、アルカリホスファターゼ遺伝子は根内の菌糸で高く発現する。菌根菌のアルカリホスファターゼは菌糸から植物へのリン供給に関与していると考えられる。
キーワード アーバスキュラー菌根菌、アルカリホスファターゼ、リン栄養、共生微生物、牧草、永年草地
背景・ねらい 植物の根に共生するアーバスキュラー菌根菌(VA菌根菌)は、土壌中の希薄なリン酸を効率よく吸収し、宿主である植物へ供給することによって、植物のリン栄養を改善する。このことからアーバスキュラー菌根菌はリン資源の節減のために有用な微生物である。本研究では、アーバスキュラー菌根菌に含まれるリン酸代謝関連酵素の一つであるアルカリホスファターゼ(ALP)の役割を解明した。
成果の内容・特徴
  1. アーバスキュラー菌根菌Gigaspora margaritaの共生しているタマネギの根から、酵素消化法によって根内の菌根菌菌糸を分離した。分離した菌糸は、樹枝状体におけるALP活性が高かった(図1)。
  2. 各種の代謝阻害剤を用いて、菌糸からのリン酸放出量と酵素組織化学的手法による菌糸樹枝状体におけるホスファターゼ活性の関係を調べたところ、ALP活性の低下とともに菌糸からのリン酸放出量は低下した(図2)。
  3. アーバスキュラー菌根菌Glomus intraradicesの菌糸より作成したEST(発現遺伝子)ライブラリー中に酵母ALP遺伝子(PHO8)に相似したクローンを見出した。このクローンを用いてG. intraradicesのALP遺伝子(GiALP)を単離し、さらにGiALPの配列に基づいて、G. margaritaからもALP遺伝子(GmALP)を単離した。これらのALP遺伝子の発現を解析したところ、ALP遺伝子は根の内部で高く発現していた(図3)。
  4. これらの結果は、菌根菌のALPが、植物根内における菌糸から植物へのリン酸供給に深く関連している可能性を示している。
成果の活用面・留意点
  1. ALP活性あるいはALP遺伝子発現量は、アーバスキュラー菌根菌から植物へのリン酸供給量の指標として、利用できる可能性がある。
  2. アーバスキュラー菌根菌から植物へのリン供給の制御は、ALP以外の寄与も想定される。
URL http://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3010001436
カテゴリ たまねぎ

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