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发现大豆根际细菌异黄酮代谢基因簇——为理解根际形成机制和生产有用物质做出贡献——
目标
企业研究者
公开日
2024年04月24日
异黄酮类，包含在豆腐和味噌等大豆食品中，是我们日常摄取的植物特化代谢产物。 众所周知，异黄酮类对大豆来说，是与在氮素营养少的土壤中固氮的根瘤菌共生、抵御病原菌等，对于适应自然环境的重要物质。 近年来的研究表明，大豆根分泌到土壤中的异黄酮停留在根数毫米的根际区域，能使豆寇门等增加，使根周围的微生物群体发生变化，与大豆根际微生物群落的形成有关，异黄酮向根际的分泌中，都存在着孢子定位的β- 但是，根际的异黄酮类是通过土壤的细菌如何代谢的还不清楚。
此次，杉山晓史生存圈研究所教授、岛崎智久农学研究科博士生(现:北海道大学助教)、青木爱贤同硕士生、矢崎涉同硕士生、佐藤友昭同硕士生、中安大生存圈研究所特任助教、矢崎一史同特任教授、小川顺农学研究科教授、岸野重信同副教授、安藤晃规同助教 与白须贤理化学研究所副中心主任、增田幸子同研究员、柴田亚里沙同技术人员ⅱ共同发现了从大豆根际分离的具有玉米须菌的异黄酮代谢基因簇。 与肠内细菌所具有的异黄酮的还原代谢途径不同，在需氧的大豆根际，异黄酮被明确氧化代谢，在其途径上还发现了新的中间代谢产物。 此外，异黄酮代谢基因簇在生产异黄酮的豆科植物的根际细菌中也广泛存在，表明土壤细菌通过具有该基因簇，可以适应异黄酮生产植物的根际。 本研究成果明确了与植物相互作用相关的根际细菌的新基因簇，有助于理解根际微生物群的形成机制，以及利用植物和根际微生物的相互作用进行有用物质的生产。
本研究成果于2024年4月9日在线刊登在国际学术杂志《ISME Communications》上。 发现大豆根际Variovorax属细菌具有代谢异黄酮的基因簇
(插图:科学图形株式会社)
研究人员的评论
“植物通过与生活在根际的各种各样的微生物相互作用来适应各种各样的环境压力。 植物特化代谢产物作为使这种生物间相互作用成为可能的信号分子发挥作用，因此可以认为对其生理学功能的理解，与利用根际微生物力量的可持续农业的应用有关联。 我认为本研究在基因水平上阐明了根际细菌对植物根分泌的特化代谢产物的响应这一点上有很大的价值。 今后也将着眼于在农业生产中的应用，推进植物特化代谢产物介导的植物-微生物相互作用的研究。 (岛崎智久)
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