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生理:共生根粒の形成を制御する受容体キナーゼ遺伝子

Nature 417, 6892 doi: 10.1038/nature00842

マメ科植物は、根粒菌として一般に知られる土壌細菌と窒素固定の共生関係をつくり上げることができる。この植物の根が出す代謝産物は、根粒菌が出す信号伝達分子で共生根粒の形成に不可欠なNod因子の産生を活性化する。このリポ‐キトオリゴ糖信号分子は、フェムトモル単位の低濃度で活性を示し、その構造は共生の寄主特異性と相関性がある。このことから、寄主植物にはこれに対応する感知機構があることが示唆される。今回我々はアルファルファ(またはムラサキウマゴヤシ;Medicago sativa)から、アルファルファがNod因子を感知するのに不可欠な遺伝子をクローニングした。またこの遺伝子は、遺伝子の類似性からみて、近縁なマメ科植物であるタルウマゴヤシ(Medicago truncatula)およびエンドウ(Pisum sativum)でもNod因子の感知に不可欠である。今回同定したNORK(nodulation receptor kinase;根粒形成受容体キナーゼ)は、根粒形成につながる信号カスケードを開始させるNod因子感知/伝達系(NORK系)で働くと予測される。植物界には「NORK細胞外配列様」(NSL)遺伝子ファミリーが広く見られるが、生体内での機能はわかっていない。我々は、共生が進化する際に、すでに先にあったNSL系が、外部リガンドである根粒Nod因子の情報伝達用として転用され、共生根粒を形成させたと考える。

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