著者 佐藤 哲也, 菅原 四郎

Slow‑growingとfast‑growingダイズ根粒菌の単糖利 用性の比較について

その他（別言語等）

のタイトル

Comparison of monosaccharides utilization between slow‑growing and fast‑growlng soybean rhizobia

著者 佐藤 哲也, 菅原 四郎

雑誌名 帯広畜産大学学術研究報告. 第I部

巻 15

号 2

ページ 113‑119

発行年 1987‑06‑30

URL http://id.nii.ac.jp/1588/00002081/

l13  

Slow−grOWingとfast−grOWingダイズ根粒菌の   単糖利用性の比較について  

佐藤哲也・菅原四郎＊  

（受理：1986年11月29日）  

ComparisoTlOf monosaccharides utilization between slow−grOwing   and fast−grOWlng SOybeanrhizobia  

Tets11yaS＾TC）and Shiro SuGAWARA  

摘   要  

7株のslow−grO両ng（SG）およぴ4株のfast−grOWingダイズ根粒菌（FG）の増殖にお   ける単糖想の影響を調べた。   

令体的傾向として駅‡はベントースの利用性が比較的高くへキソースの利用性は非常に低か  

った。それに対しFGはベント←スおよぴへヰソースとも利用性が高かった。しかLいずれの   南棟もこれらの利用性に若干の差異か認められた。   

SGのベントー∵ス利用性に閲しrE，詳しく調べると．OUGl15，OUGl17 およぴ AIIU   l13（＝まリボースを炭素源とした時増殖が他に比し非常に遅かった。特にOUG川7はむしろ  

リボースにより完全に娃漕が阻害される現象が認められ，またキジロースの利用性も低かった。  

OUGl17はアラピノースを炭素源とした時，増殖速度は比較的早いが，最大増殖量は低く，  

他の約1′／2であった。  

I GであるUSDA194撞キンロース，JlOはアラピノースの利用性が他のFG株に比べ   非常に低かった。  

いるものも知られている2月。王（ÅTZ封ELSOがとZAGALLC13）  

は軋pん濫台eOヱ王と凡me上山￡iがEI〕によりビルビ   ン敢を生成することを明らかにした。またEMPを主  

要な代謝系としていない耳」丞わ伍の変異株が存在  

していることも明らかにされた4）。これらの報告にも  

示されたように根粒雨の糖代謝はきわめて多様である  

と考えられる。根粒菌が宿主の根細胞に感染，増殖し  

礪粒を形成する過程で宿毛の光合成産物の供給を受け  

る。マメ科植物根あるいは根粒中にはグルコース，フ  

緒   ^でr  

根粒菌の績代謝に関して，近咋いくつかの搾告がな   されている。   

′rtlZJMURAら1）は 即最適毎雨両面血血m局   Eml〕den−かryerllO洋一Parnas 叩〜IP）およぴ Tri一   頭rb〔】Ⅹ）rlic acid サイクルを有していることを示唆  

Lた。これらの代謝系は生物界に広く存在するが微生   物の小にはEnLner−Dolldororf経絡（ED）を有して  

ホ帯広畜産大学農産化学科   

DepEITtment Or AgriL：ulturalChemistry，Obihiro University of Agriculture and Veterinary    h・Ied主cine，Obihiro．Hr〉klくaic臨，Japnn．  

佐藤哲也・菅原四郎  

114   

ラクトース，シュクローズなどの憶掛こ加えミオイノ   シトール，ビニトールなどの倭状糖アルコールめ存在  

が報告されている5，邑・7）。   

炭水化吻利川性と俄粍形私室素因定能の関係につ  

いて報告されている。Stre舶r自）は培養中菌体内にト   レハt］−スが蓄培され この状態では宅薬園定能が低  

Fすると述べている。   

同一種に分類される櫓拉南にも多数の南棟が存在七．  

その南棟の逢いにより宿エへの感染能．根粒形成能お   よび窒素固定能に差異があり実用上の有効南株を識別，  

同志するのは困難である。   

著者らは有効菌の迅速な，かつ確実な選抜を目的と  

しこれら蘭株の同定手段の検討孝行なってきた。エの   報告ではslow−gr亡IWing（SG）およぴfast−grQWirIg  

（FG）ダイズ根粒菌を用い，これらの億犠（ベントー   み恕よぴへヰソース）利用性の比較について述べる。  

実 験 方 溝  

使用東棟 ダイズ根粒南棟OUGlO7，OUGl軋  

OU、Gl12，OtJ（jl15，OUGl17，S32およぴJlO   は十勝農協連農産化学研究所より，AHUl130は北大  

応用菌筆数墓より．またUS工）A191，USI〕A193お   よぴUSDAlg4は農業環境技術研究所 沢田泰男艮   巷通しで分譲されたものを用いた。   

菌棟の培養 南棟の保存にはYEh4寒天培地，炭素   頗の利用性試験には一部改良したYEM−ⅠIhl培地9）  

を用いた。この東映において各種糖級長姐過滅菌を行   ない上記試験管【いの瀦薗培地にU．5％となるように添  

和した。これ掟あらかじめ3日間前培養した蘭を各試   験瞥に2xlO8cells接種し3DモCで振藩培養を行な  

った￠増殖整はし）J〕6首0で誠べた。  

結果および考察  

碍糠南は生育速度からslow瑠rOWer（SG）とfa扇−  

grower（FG）に加ナられている棚。′この窯掛こ用い  

られたOU（i107，OUGll（），OUGl比OUGl柑．  

OUGl17∴S32およぴAHUl130は前者に．J18−  

US¶Al軋Uモ；UA193およぴUSDA194は後者に   属する。こ∧れら菌株の増殖速度を示す鳩舎．寒天培地  

Lでのコロニーサイズ】1・l諺）あるいは分裂速鮭13・14）  

で示す方法がとられている。しかしこれらのデータの   みぜは正確な、各軍素源の利用健を示すことには不充分   と考えられる。そこでこれら薗株の各ベントースおよ  

びへヰソースを唯一の炭東倭とする培地で増賭させ，  

それらの利用佐の妾削「を生育曲線を用い詳細に比較検  

討した。   

ベントース利用性 水薬験に用いたダイズ根粒菌は   全体晰こベント←スを良く利用したが南棟によ噺詐導  

期の長さ，増殖速度（対数増殖期の勾配）および最大   増殖墾て定常期の01〕値）に美果が認められた。   

SGおよぴF〔iのベントース利用健をそれぞれf ig．1   およびFig．2に示した。SGのうらOtIGllO，OUG   llgおよぴS32はアラピノース，キシロ←スおよび  

リボースを用い約2D時間程度句読導期憧後lこ比較的急   速に増殖，融、最大増薙琶が得られた。AHtJl130お   よびOUGl15はアラピノースおよぴキシロースは前  

述の顔株と同様であるがリボースの利用性が低かった  

（速度および最大増殖量共）。OUGl17はキシロース   を良く利用したか7ラビノース培地での増殖速度は乙   れらと同様であるが最大増殖呈は他の場合の1／2であ   り80時間後に定常期となった。リボ一夫の利用性は著   しく低かった。OUGl（）7は最も覇徽的な生育曲線を  

示した。すなわちアラピノースを良く利用したがヰシ   ロースの場合誘導親が30時間以上と長く増殖速度も遅  

かった。またリボースを扶桑痴とした場合，生育阻害   が認められた。これらはリボースを除貴いずれも4D−  

80時間で定常期に達した。   

FG根粒菌はベントースを炭素弊とした時革G根粒   菌より若干務導期加砺かく療法速度も早い（ぎ主g．擁  

しかしこれら4密林間で牛育曲線には差異が認められ   た。、USl〕Aの豆株は特に生育か早く約48時間後定常   期に達した。USI〕A191およぴ193はすペてのベン  

トスできわめて規似した牛育をホLたが．JlOはア   ラピノースを相いた時卜速度も屈大増殖畳も他の約1／  

2であ、った。USI〕A194のキジlコース利用性はきわめ   て低かった。   

SGはラムノスをほとんど利用しないが，FGで   あるJlOは他心ベントースの場合と比べ誘導執は長   い條㈲時間）もめのその後の利同伴は高かっイこ。  

USI〕Aの3株を含め他のFGについては日下検討中   である。   

へ与ソースの利用性 F皐g．3に示されたようにす   べてのSG根粒菌ほいずれのヘキソースの利用性もき  

わめて低かった。しかしベントーの場合と異なり郎喝   間後も同じ速度で増殖L続けていた。FG根粒菌によ  

るへキソースの利用性はいずれの炭素腐蕎堰いた横倉  

ダイズ根拉歯の単糖利用性   

三 

ごり   【  bll   と＝   4L  Gl1   1n⊂u如ti（m time、hr   

ご1J  1（ hl〉  

Fig．1Growth charaぐteristicsofSGsoybeanrlli2日t）ia nn   l）叩tO6eS aS aSOleCarbonsource．   

b  ．） 

佐藤哲也・菅原四郎  

2tI 4り  6り   2り  小： 上（  

In（：ubati（）n［ime（hr）  

Fig．2 GrowthcharacteristiesofFGsoybeanr上1i之ot）iaon   

さ∴・ J∴∴∴∴∴．．‥  

ニ芸qC﹀宇⁝占  

訊】  4rl  亡1   2Ll l〔  和  

Ⅰ【1Ctl】）atio11拍11ehr〉  

Fig．3 GrowtユId摘racもefi8tic80fSGsoyb台an rhiスObia on   hexoses as a sole carbomsource．   

。。Se（■）．  

ダイズ根粒菌の単糖利用性  

¹¹⁷   

Fig．3  

空っ9享至﹂じ  

Ⅰ】【iり†1tlmC hl・て  

Fig．4 Grow抽charactel、i盲ti（〕∬Of■ドGb〔）ybeanrhizobiaonhexosesas   a sole carbon source．  

Rhizobia 

， 

佐藤哲也・菅原四郎  

11烏   

においてもSGめ場合と著しい差異が認められた（Fig4）。  

すなわち4種類のへキソース培地中では例外なく誘導   朋か15時間程度と頗く，速度も早かった。これらはい   ずれも40時間前複で定常期に達した。ただJlO、′のみ   は他の3J株と比べ若干増額速度が遅かった。  

19飢年頃Ber酢yの分現書10】ではSGダイズ根粒  

啓を月ねめ扉磁混血九力卯血血血としている。ま   たScI‡OLLAと軋KANぱ5）はUS工）Al91など中国  

で分離された下Gダイ明地勘＝勒加抽叩劇画   と命名すること杏脚呂した。本実験に用いたJlOは   マンニ、ト「ルの利用怯もSGと比べ非常に高く，糖の   利用性その他の性質から月．ケed墓云に分類するのが適   当かも知れない。   

著者らはこれまで主としてSGすなわち 且ノ叩ひ   ぬご虹mの菌株の詳細な比較を行なってきた。S 32   は蔽主特異性でありば，AIIVlla（＝ま根粒形成する  

（如d◆）が無効菌である。OtJGl15とOUGl17は   きわめて類似した性質を有しているが1り，感染鰍こは   著しい差異がある18）。これらはここで示されたように  

炭素頗ゆ利用性にも若干差昇が認められた。しかし宿   主に対する反応の違いを説明するには不充分である。   

このように炭素腐の利用件に差異が有ることは代謝  

確の遠いが存在することを意味すると考えられる。  

DILW￠RT民ら柑）は月」廃血涙加如加瀬雄詫いて   アラピノー又は2」ケトグルタレートを経て代謝きれる  

がアラピノースの代謝能を欠く変異株はアラポネート   デヒドロゲナーゼを欠くためアラポネートを蓄積する  

と報告した。STOW㍊と乱KÅⅣは抑は仁OWpea根   粒菌の炭水化物代謝のkey酵素を検索した結果 HI〕  

およぴ E虻P 経路め酵素は存在するが，PentQ5e−  

ph〔1印hんもe経路に欠くことを示した。GLRNNら21）  

は凡晦じm上乃0ぶdm椚の各酵素呈ほ添加した炭義   源め遠いによ牲異なり，hMPは存在しないと述べて  

いる。  

（）UGl15とOUGl17を用いマニトールを炭素源   とした場合，炭7K化物の代謝に関係する数種のヂヒド   ロゲナーゼ量薫比較した17）。いずれもNADP依存型   イソクエンl挨デヒドロゲナーゼが他のデヒドロゲナー   ゼの約10倍量生成していることなど▲それらの生成パ   ターンは顎似していた。これら2株は歯学的性質も非   常に類似しているが感染能に大差がある18）。これまで  

のところ何者の感染能の差を証明する決定的な事実は  

見出されていない。これら2株に加えそれぞれ特徴の  

あるこれら菌株について詳細憺比較を行ない数値的分   頼法を含め有効性との関連を迅速に見きわめる方法を  

検討中である。  

参 考 文 献   

1）TIJZ掴IJRA，K．and H．MEGtJ抑，J．Bi仁一1．   

C上1em．，47，3飢（1鍼0）．  

2）ENTⅣE簸，N．and M．Doul氾船8F，ふ出i8】，   

ロムem．，19G，853（195立）．  

3）KATZNELSON，H．and A．C．ZAGAl．L（），Can．   

J．MierobiQlり3，879（1妙7）．  

4）M．−DE−DRE・rS，G．．A．AIiIÅS and M．R．DE    CuTIN臥LA．CaTl．一．h4icr（）もi81り 錮，605   

（1974）．  

5）UcKER，S．D．and E．R．SIGⅣ訂R J．Bac−  

teriol．，13￠．1197（1≡汀8）．  

6）FINAN．T．M．，よ］甘 Wり0工）arld D．C．   

JoRDAN、，J．B名Cもeri（〕1．，14g．193（19削）．  

7）STOWERS，M．D．and（］．H．ELXAN，Afcb．   

Microbi山．，137，a〔19朗）．  

8）STREETER．J．（ユ，，J．Bacもeriol 1軋78   

（1985）．  

9）SATO，T．T．MAでSUM8TOandS．SuGAWA肌，  

R郎㍉」臥山1．0損hiro Univ．，13．167（1984）．  

10）Jo．RDAN．D．C．．日ergey s Mallua】0∫   

SysteユnaticBqcteriol喝y，Tb．eWillianm8＆   

W 川kinぷCo．．Baltimore，1．234（19触）．  

11）J￠RDAN．1〕，t∴．lnt．J．Syst．B粥t打iol．，32−   

136（1982）．  

12）ScIiOl．1−A，M．H】and G．H．ELKAN，lT】LしI．   

Syst．BもCteriol．．34，4B4（19B4）．  

13）M，一口E」力門TS，G．良n〔1A．A田丸S．J．熟知一   terlolり11札 467（1972）．  

14）M．−DE−DRETS．G‥A．ARIAS and M．R．DE   CuTINELLA．Can．J，Microbi（）1．，20，605   

（1974）．  

15）ScHPLl。A，M，H．a几d G．H．ELt（AN，1nt．   

J．SysL Bacteriol．，34，4朗（1鯉4）．  

16）SATO．T．and S．St−GAW′ARA，Agric・Bi止   

（つh打Tl．，媚，751（1981）＼  

17）SATO，T．良nd S．凱I￠ÅWA叫，投稿申．  

18）SATO，T．，T．KATOandS▲SuGAWARA，投稿  

小．  

ダイズ根粒菌の単糖利用性  

¹¹⁹   

丸＝＝沈01eSGstrainBSILOWedcompara、tiveユy   rapidgrowthonpβntOSeSlblltVel・ylLつWgrOWth   rate on hexoses as a soIc carbon．On the   contrary FG strains tltilized pent｛）SeS aS Well   a5hexo喜eS rapidly．   

Earh stiairl used here diiiered frnm thc 

otherinutilization of且fcwsugars．OUGl15，  

OUGl17arld AHtブ1130βⅩhiblted very slow   growth on Elribose containing medium，an（1   this sugarinhibited perfectly tht・grOWth of   OUGlO7．   

AmongtheFGrhiz〔−biagrol〃thofUSI）A194   0n Xylose andJlOon ar払t−mOSe、〜・ereli血もed  

to some extent．   

19）DILWOl汀H∴M．J．A．A火】AS，Ⅰ．A．Mc−【AY，  

S．SÅROSO a11d A．R．GLl：NN，J．Gen．  

Microbiol．，132．2733（1986〉．  

20）STOWERS，M．1）．d−1（1（ユ．H．ELl（AN．Can．   

J．h4icrobiol．，29，398（1983）．  

21）GLENN，A．R．，Å．Ⅰ．MclくAY，上l．ARW∧S an【1    J．I）．D【LWORTIl．一．Gen．Microbiol．，130，  

239（1984）．  

Sl岬mary  

E什e（：t−）r TTl（）加S且CCh8rides on gr（〕Wth of7   Strains or8low一首rOWing（SG）and4strainsof   hsムーgrOWing soybean rhizobia（FG）were  

examiIled．  

月毎．月山払α）iん云「ロ【／乃れ，んJ5r7タβり＿■77∂〜力且