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USDA110 generated by ion-beam irradiation武田 喜代子*; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大野 豊; 大津 直子*; 横山 正*
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 120, 2015/03
Major constraint of biofertilizer utilization in agricultural practice is a viability loss of beneficial microorganisms in biofertilizers by high temperature stress during both storage and transportation. Therefore, we have tried to improve high temperature tolerance of USDA110 using carbon-ion beams accelerated by an AVF cyclotron at TIARA. Consequently, we have obtained a high temperature tolerant mutant that can maintain a high survival rate at 42 
C for at least 7 days in yeast-mannitol broth medium, and named it as M14. The genome sequence of M14 was determined by a whole-genome shotgun strategy. The acquirement of high temperature tolerance in M14 could be attributed to 18 base mutations and/or a large-scale inversion (1.27 Mb). In the future, we will conduct further analysis on these mutations in order to decipher the molecular mechanisms of high temperature tolerance of M14.
USDA110 generated by ion-beam irradiation武田 喜代子; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 114, 2014/03
With the aims of utilization as a biofertilizer inoculant and elucidation of high-temperature tolerance mechanism of soybean nodule bacteria, we had applied the ion beam breeding technology to a strain (
) USDA110. Consequently, we obtained a mutant named M14 that was able to maintain high viable cell numbers under high-temperature (42C) for at least 7 days. Genome comparison with USDA110 revealed that (1) 1.27 Mbp inversion mutagenesis and (2) 84 single base mutations were occurred in M14. The acquirement of high temperature tolerance in M14 could be attributed to a large-scale inversion or small-scale mutations in the inverted region, or both.
牧野 周*; 末吉 邦*; 鈴木 雄二*; 河地 有木; 俵谷 圭太郎*; 大津 直子*; 中西 啓仁*; 藤原 徹*
日本土壌肥料学雑誌, 82(2), p.152 - 159, 2011/04
日本土壌肥料学会2010年北海道大会シンポジウムにおいて展開された、「植物栄養学研究の成果や進展議論をはかることを目的とした主要必須元素研究の現在,過去,未来」に関する議論をまとめたものである。河地は第3章「植物の元素動態イメージング解析で見えてくる栄養生理」を担当した。その中で、植物体内の栄養動態を可視化するさまざまなRIイメージング技術は、植物栄養の生理学的研究において大きなアドバンテージをもたらすことを概説した。おもに、本研究グループが開発してきたRIイメージング技術とそれによる研究成果を紹介するとともに、今後の植物栄養動態RIイメージング研究のあるべき姿を議論した。
武田 喜代子; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
東南アジア等では化学肥料からの脱却を目指し、根粒菌とマメ科植物の共生関係を利用した根粒菌バイオ肥料の利用が奨励されている。しかし、輸送や保存時の高温による接種菌の活性低下等の問題があり改良が望まれている。そこで本研究では、バイオ肥料への利用と高温耐性機構の解明を目的として、ダイズ根粒菌 USDA110株のイオンビーム突然変異育種を試み、42Cで7日間生存可能なダイズ根粒菌の高温耐性変異株の作出に成功した。さらに、作出した高温耐性変異株の次世代シークエンスデータ解析を行い、野生株と比較したところ、1.27Mbpの逆位という大規模なゲノム構造変異、及び一塩基置換・欠失及び挿入などの20か所程度の小規模なDNA塩基変異が存在することを明らかにした。これらの大規模な構造変異あるいは小規模な遺伝子変異が高温耐性に寄与していることが示唆された。
USDA110 generated by ion-beam irradiation武田 喜代子; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
With the aims of utilization as a biofertilizer inoculant and elucidation of high-temperature tolerance mechanism of soybean nodule bacteria, we had applied the ion beam breeding technology to a strain () USDA110. Consequently, we obtained a mutant named M14 which was able to maintain high viable cell numbers under high-temperature (42 degrees) for at least 7 days. Genome comparison with USDA110 revealed that (1) 1.27 Mbp inversion mutagenesis and (2) 18 single base mutations were occurred in M14. This study was the first attempt to apply the ion beam breeding technology to a prokaryote and succeeded in proving the effectiveness of it.
武田 喜代子; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
根粒菌はマメ科植物と共生し、窒素栄養をマメ科植物に供給する。現在、化学肥料からの脱却を目指し、東南アジア等では、この共生関係を生かした根粒菌バイオ肥料の利用が奨励されている。しかし、輸送や保存時の高温による接種菌の活性低下等の問題があり改良が望まれている。これまで我々は、ダイズ根粒菌の優良接種菌株である USDA110株を対象としたイオンビーム突然変異育種を行ってきた。そして、42CのYM液体培地内で少なくとも1週間は高い生存率を維持することができる高温耐性変異株の取得に成功した。さらに、作出した高温耐性変異株の次世代シークエンスデータ解析を行い、野生株と比較したところ、1.27Mbpの逆位という大規模なゲノム構造変異、及び一塩基置換・欠失及び挿入などの18か所の小規模なDNA塩基変異が存在することを明らかにした。これらの大規模な構造変異あるいは小規模な遺伝子変異が高温耐性に寄与していることが示唆された。
佐藤 勝也; 武田 喜代子*; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
根粒菌はマメ科植物と共生し、窒素栄養をマメ科植物に供給する。現在、化学肥料からの脱却を目指し、東南アジア等では、この共生関係を生かした根粒菌バイオ肥料の利用が奨励されている。しかし、化学肥料とは異なり、バイオ肥料は、輸送や保存時の高温による接種菌の活性低下等の問題があり改良が望まれている。これまで我々は、ダイズ根粒菌の温帯優良接種菌株である USDA110株を対象としたイオンビーム突然変異育種を行ってきた。そして、42Cの液体培地中で少なくとも1週間は高い生存率を維持することが可能な高温耐性変異株の取得に成功した。本研究では、次世代シークエンサーを用いて高温耐性変異株の全ゲノムを解読し、野生株との塩基配列の比較によってDNA変異部位を同定した。ゲノムDNA塩基配列の比較解析の結果、高温耐性変異株M14において、1.27Mbpの逆位という大規模なゲノム構造変異、及び一塩基置換・欠失及び挿入などの18ヶ所の小規模なDNA塩基変異が存在することを明らかにした。これらの大規模な構造変異あるいは小規模な遺伝子変異がM14株の高温耐性に関与している可能性が考えられた。
武田 喜代子*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
現在、化学肥料からの脱却を目指し、東南アジア等では根粒菌を用いたバイオ肥料の利用を奨励している。しかし、化学肥料とは異なり、輸送や保存時の高温による接種菌の活性低下等の問題があり改良が望まれている。これまで我々は、ダイズ根粒菌の優良接種菌株である USDA110株を対象とした、イオンビーム突然変異育種を行ってきた。そして、42CのYM液体培地内で少なくとも1週間は高い生存率を保つことができる高温耐性変異株の取得に成功した。本研究では、次世代シークエンサーを用いて高温耐性変異株の全ゲノムを解読し、野生株との塩基配列の比較によって高温耐性変異株において、1.27Mbpの逆位という大規模なゲノム構造変異、及び一塩基置換・欠失及び挿入などの18ヶ所の小規模なDNA塩基変異が存在することを明らかにした。
