2024/10/03 更新

写真a

フクドメ ミツタカ
福留 光挙
FUKUDOME Mitsutaka
所属
理工学域理学系 理工学研究科(理学系) 理学専攻 生物学プログラム 助教
職名
助教

学位

  • 博士(理学) ( 2019年3月   鹿児島大学 )

研究キーワード

  • シグナル分子

  • 一酸化窒素

  • 根粒共生

  • 植物ヘモグロビン

  • 活性イオウ分子種

  • 環境ストレス耐性

  • 根粒共生

  • シグナル分子

  • 植物ヘモグロビン

  • 一酸化窒素

  • 活性イオウ分子種

  • 環境ストレス耐性

研究分野

  • ライフサイエンス / 分子生物学  / 一酸化窒素・活性分子種・活性イオウ分子種

  • ライフサイエンス / 植物栄養学、土壌学  / マメ科植物・根粒共生・植物微生物相互作用

学歴

  • 鹿児島大学   大学院 理工学研究科   総合理工学専攻

    2016年4月 - 2019年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

  • 鹿児島大学   大学院 理工学研究科   生命化学専攻

    2014年4月 - 2016年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

  • 鹿児島大学   理学部   生命化学科

    2010年4月 - 2014年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

経歴

  • 鹿児島大学   学術研究院理工学域理学系 生物学プログラム   助教

    2024年4月 - 現在

      詳細を見る

    国名:日本国

  • 香川大学   農学部 応用生物科学科   助教

    2021年10月 - 2024年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

  • 独立行政法人日本学術振興会   基礎生物学研究所 共生システム研究部門   特別研究員(PD)

    2020年4月 - 2021年9月

      詳細を見る

    国名:日本国

  • 鹿児島大学   理工学研究科   日本学術振興会特別研究員

    2018年4月 - 2020年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

所属学協会

  • 日本植物学会

    2020年 - 現在

  • 日本植物生理学会

    2018年 - 現在

  • 植物微生物研究会

    2014年 - 現在

  • 九州沖縄植物学会

    2014年 - 現在

 

論文

  • Mitsutaka Fukudome, Eri Watanabe, Ken-Ichi Osuki, Ryujiro Imaizumi, Toshio Aoki, Manuel Becana, Toshiki Uchiumi .  Stably TransformedLotus japonicusPlants Overexpressing Phytoglobin LjGlb1-1 Show Decreased Nitric Oxide Levels in Roots and Nodules as Well as Delayed Nodule Senescence .  Plant and Cell Physiology60 ( 4 ) 816 - 825   2019年4月査読 国際共著 国際誌

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The class 1 phytoglobin, LjGlb1-1, is expressed in various tissues of the model legume Lotus japonicus, where it may play multiple functions by interacting with nitric oxide (NO). One of such functions is the onset of a proper symbiosis with Mesorhizobium loti resulting in the formation of actively N2-fixing nodules. Stable overexpression lines (Ox1 and Ox2) of LjGlb1-1 were generated and phenotyped. Both Ox lines showed reduced NO levels in roots and enhanced nitrogenase activity in mature and senescent nodules relative to the wild-type (WT). Physiological and cytological observations indicated that overexpression of LjGlb1-1 delayed nodule senescence. The application to WT nodules of the NO donor S-nitroso-N-acetyl-dl-penicillamine (SNAP) or the phytohormones abscisic acid (ABA) and the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) repressed nitrogenase activity, induced the expression of three senescence-associated genes and caused cytological changes evidencing nodule senescence. These effects were almost completely reverted by the NO scavenger 2-(4-carboxyphenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide. Our results reveal that overexpression of LjGlb1-1 improves the activity of mature nodules and delays nodule senescence in the L.japonicus-M.loti symbiosis. These beneficial effects are probably mediated by the participation of LjGlb1-1 in controlling the concentration of NO that may be produced downstream in the phytohormone signaling pathway in nodules.

    DOI: 10.1093/pcp/pcy245

  • Mitsutaka Fukudome, Laura Calvo-Begueria, Tomohiro Kado, Ken-ichi Osuki, Maria Carmen Rubio, Ei-ichi Murakami, Maki Nagata, Ken-ichi Kucho, Niels Sandal, Jens Stougaard, Manuel Becana, Toshiki Uchiumi .  Hemoglobin LjGlb1-1 is involved in nodulation and regulates the level of nitric oxide in theLotus japonicus–Mesorhizobium lotisymbiosis .  Journal of Experimental Botany67 ( 17 ) 5275 - 5283   2016年9月査読 国際共著 国際誌

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Leghemoglobins transport and deliver O2 to the symbiosomes inside legume nodules and are essential for nitrogen fixation. However, the roles of other hemoglobins (Hbs) in the rhizobia-legume symbiosis are unclear. Several Lotus japonicus mutants affecting LjGlb1-1, a non-symbiotic class 1 Hb, have been used to study the function of this protein in symbiosis. Two TILLING alleles with single amino acid substitutions (A102V and E127K) and a LORE1 null allele with a retrotransposon insertion in the 5'-untranslated region (96642) were selected for phenotyping nodulation. Plants of all three mutant lines showed a decrease in long infection threads and nodules, and an increase in incipient infection threads. About 4h after inoculation, the roots of mutant plants exhibited a greater transient accumulation of nitric oxide (NO) than did the wild-type roots; nevertheless, in vitro NO dioxygenase activities of the wild-type, A102V, and E127K proteins were similar, suggesting that the mutated proteins are not fully functional in vivo The expression of LjGlb1-1, but not of the other class 1 Hb of L. japonicus (LjGlb1-2), was affected during infection of wild-type roots, further supporting a specific role for LjGlb1-1. In conclusion, the LjGlb1-1 mutants reveal that this protein is required during rhizobial infection and regulates NO levels.

    DOI: 10.1093/jxb/erw290

  • Fukudome M, Uchiumi T .  Regulation of nitric oxide by phytoglobins in Lotus japonicus is involved in mycorrhizal symbiosis with Rhizophagus irregularis. .  Plant science : an international journal of experimental plant biology340   111984   2024年1月査読 国際誌

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Science  

    Various reactive molecular species are generated in plant–microbe interactions, and these species participate in defense and symbiotic responses. Leguminous plants successfully establish symbiosis by maintaining an appropriate level of nitric oxide (NO), which is generated in the roots and nodules during root nodule symbiosis. Phytoglobin (plant hemoglobin) controls NO levels in plants. In this study, we investigated mycorrhizal symbiosis, which occurs in more than 80% of land plants, between Rhizophagus irregularis and Lotus japonicus to clarify the involvement of phytoglobin-mediated NO regulation. The mycorrhizae of L. japonicus exhibited higher NO levels in the presence of R. irregularis than in its absence, especially at the infection site. LjGlb1–1, a phytoglobin that regulates NO level in L. japonicus, was upregulated during symbiosis with R. irregularis. In transformed hairy roots carrying the ProLjGlb1–1:GUS construct, LjGlb1–1 expression was observed at the R. irregularis infection site. We further examined the symbiotic phenotypes of L. japonicus lines with high and low LjGlb1–1 expression with R. irregularis. During mycorrhizal symbiosis, the high LjGlb1–1 expression line exhibited better growth than the wild-type, whereas the low expression line exhibited poor growth. In addition, the expression of LjPT4, a phosphate transporter specific to mycorrhizal symbiosis, was higher in the high LjGlb1–1 expression line, whereas that of the tubulin gene of R. irregularis was lower in the low LjGlb1–1 expression line than in the wild-type. These results confirm that NO regulation by LjGlb1–1 is involved in mycorrhizal symbiosis in L. japonicus, as it is reportedly in nitrogen-fixing symbiosis.

    DOI: 10.1016/j.plantsci.2024.111984

    Scopus

    PubMed

  • Fukudome M, Ishizaki H, Shimokawa Y, Mori T, Uchi-Fukudome N, Umnajkitikorn K, Murakami EI, Uchiumi T, Kawaguchi M .  Reactive Sulfur Species Produced by Cystathionine γ-lyase Function in the Establishment of Mesorhizobium loti-Lotus japonicus Symbiosis. .  Microbes and environments38 ( 3 ) n/a - n/a   2023年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本微生物生態学会 / 日本土壌微生物学会 / Taiwan Society of Microbial Ecology / 植物微生物研究会 / 極限環境生物学会  

    Reactive sulfur species (RSS) are present in root nodules; however, their role in symbiosis and the mechanisms underlying their production remain unclear. We herein investigated whether RSS produced by the cystathionine γ-lyase (CSE) of microsymbionts are involved in root nodule symbiosis. A cse mutant of Mesorhizobium loti exhibited the decreased production of hydrogen sulfide and other RSS. Although the CSE mutation of M. loti did not affect the early stages of symbiosis, i.e., infection and nodulation, with Lotus japonicus, it reduced the nitrogenase activity of nodules and induced their early senescence. Additionally, changes in the production of sulfur compounds and an increase in reactive oxygen species (ROS) were observed in the infected cells of nodules induced by the cse mutants. The effects of CSE inhibitors in the L. japonicus rhizosphere on symbiosis with M. loti were also investigated. All three CSE inhibitors suppressed infection and nodulation by M. loti concomitant with decreased RSS levels and increased ROS and nitric oxide levels. Therefore, RSS derived from the CSE activity of both the microsymbiont and host plant are required for symbiosis, but function at different stages of symbiosis, possibly with crosstalk with other reactive molecular species.

    DOI: 10.1264/jsme2.me23021

    Scopus

    PubMed

  • Fukudome M, Shimokawa Y, Hashimoto S, Maesako Y, Uchi-Fukudome N, Niihara K, Osuki KI, Uchiumi T .  Nitric Oxide Detoxification by Mesorhizobium loti Affects Root Nodule Symbiosis with Lotus japonicus. .  Microbes and environments36 ( 3 ) n/a - n/a   2021年8月査読

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本微生物生態学会 / 日本土壌微生物学会 / Taiwan Society of Microbial Ecology / 植物微生物研究会 / 極限環境微生物学会  

    Root nodule symbiosis between legumes and rhizobia involves nitric oxide (NO) regulation by both the host plant and symbiotic rhizobia. However, the mechanisms by which the rhizobial control of NO affects root nodule symbiosis in Lotus japonicus are unknown. Therefore, we herein investigated the effects of enhanced NO removal by Mesorhizobium loti on symbiosis with L. japonicus. The hmp gene, which in Sinorhizobium meliloti encodes a flavohemoglobin involved in NO detoxification, was introduced into M. loti to generate a transconjugant with enhanced NO removal. The symbiotic phenotype of the transconjugant with L. japonicus was examined. The transconjugant showed delayed infection and higher nitrogenase activity in mature nodules than the wild type, whereas nodule senescence was normal. This result is in contrast to previous findings showing that enhanced NO removal in L. japonicus by class 1 phytoglobin affected nodule senescence. To evaluate differences in NO detoxification between M. loti and L. japonicus, NO localization in nodules was investigated. The enhanced expression of class 1 phytoglobin in L. japonicus reduced the amount of NO not only in infected cells, but also in vascular bundles, whereas that of hmp in M. loti reduced the amount of NO in infected cells only. This difference suggests that NO detoxification by M. loti exerts different effects in symbiosis than that by L. japonicus.

    DOI: 10.1264/jsme2.me21038

    Scopus

    PubMed

  • Umnajkitikorn K, Fukudome M, Uchiumi T, Teaumroong N .  Elevated Nitrogen Priming Induced Oxinitro-Responses and Water Deficit Tolerance in Rice. .  Plants (Basel, Switzerland)10 ( 2 ) 381 - 381   2021年2月査読

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plants  

    Under water deficit conditions, the essential macronutrient nitrogen becomes limited as a result of reduced dissolved nitrogen and root nitrogen uptake. An elevated nitrogen level might be able to mitigate these effects, integrated with the idea of using nitric oxide as abiotic stress tolerant inducers. In this study, we evaluated the potential of using elevated nitrogen priming prior to water shortage to mitigate plant stress through nitric oxide accumulation. We grew rice plants in 300 mg L−1 nitrogen for 10 weeks, then we primed plants with four different nitrogen concentrations: 100, 300 (control), 500 and 1000 mg L−1 nitrogen prior to inducing water deficit conditions. Plants primed with 500 mg L−1 nitrogen possessed a higher photosynthetic rate, relative water content, electrolyte leakage and lipid peroxidation under water deficit conditions, compared to control plants. The induction of water deficit tolerance was supported with the activation of antioxidant defense system, induced by the accumulation of nitric oxide in leaves and roots of rice plants. We originally demonstrated the accumulation of nitric oxide in leaves of rice plants. The elevated nitrogen priming can be used to enhance water deficit tolerance in irrigated paddy fields, instead of nitric oxide donors.

    DOI: 10.3390/plants10020381

    Scopus

    PubMed

  • Teerana Greetatorn, Shun Hashimoto, Taro Maeda, Mitsutaka Fukudome, Pongdet Piromyou, Kamonluck Teamtisong, Panlada Tittabutr, Nantakorn Boonkerd, Masayoshi Kawaguchi, Toshiki Uchiumi, Neung Teaumroong .  Mechanisms of Rice Endophytic Bradyrhizobial Cell Differentiation and Its Role in Nitrogen Fixation .  Microbes and environments35 ( 3 ) me20049 - me20049   2020年6月査読 国際共著 国際誌

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Bradyrhizobium sp. strain SUTN9-2 is a symbiotic and endophytic diazotrophic bacterium found in legume and rice plants and has the potential to promote growth. The present results revealed that SUTN9-2 underwent cell enlargement, increased its DNA content, and efficiently performed nitrogen fixation in response to rice extract. Some factors in rice extract induced the expression of cell cycle and nitrogen fixation genes. According to differentially expressed genes (DEGs) from the transcriptomic analysis, SUTN9-2 was affected by rice extract and the deletion of the bclA gene. The up-regulated DEGs encoding a class of oxidoreductases, which act with oxygen atoms and may have a role in controlling oxygen at an appropriate level for nitrogenase activity, followed by GroESL chaperonins are required for the function of nitrogenase. These results indicate that following its exposure to rice extract, nitrogen fixation by SUTN9-2 is induced by the collective effects of GroESL and oxidoreductases. The expression of the sensitivity to antimicrobial peptides transporter (sapDF) was also up-regulated, resulting in cell differentiation, even when bclA (sapDF) was mutated. This result implies similarities in the production of defensin-like antimicrobial peptides (DEFs) by rice and nodule-specific cysteine-rich (NCR) peptides in legume plants, which affect bacterial cell differentiation.

    DOI: https://doi.org/10.1264/jsme2.me20049

  • Mitsutaka Fukudome, Hazuki Shimada, Nahoko Uchi, Ken-ichi Osuki, Haruka Ishizaki, Ei-ichi Murakami, Masayoshi Kawaguchi, Toshiki Uchium .  Reactive Sulfur Species Interact with Other Signal Molecules in Root Nodule Symbiosis in Lotus japonicus .  Antioxidants9 ( 2 ) 145 - 145   2020年2月査読 国際誌

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Reactive sulfur species (RSS) function as strong antioxidants and are involved in various biological responses in animals and bacteria. Few studies; however, have examined RSS in plants. In the present study, we clarified that RSS are involved in root nodule symbiosis in the model legume Lotus japonicus. Polysulfides, a type of RSS, were detected in the roots by using a sulfane sulfur-specific fluorescent probe, SSP4. Supplying the sulfane sulfur donor Na2S3 to the roots increased the amounts of both polysulfides and hydrogen sulfide (H2S) in the roots and simultaneously decreased the amounts of nitric oxide (NO) and reactive oxygen species (ROS). RSS were also detected in infection threads in the root hairs and in infected cells of nodules. Supplying the sulfane sulfur donor significantly increased the numbers of infection threads and nodules. When nodules were immersed in the sulfane sulfur donor, their nitrogenase activity was significantly reduced, without significant changes in the amounts of NO, ROS, and H2S. These results suggest that polysulfides interact with signal molecules such as NO, ROS, and H2S in root nodule symbiosis in L. japonicus. SSP4 and Na2S3 are useful tools for study of RSS in plants.

    DOI: https://doi.org/10.3390/antiox9020145

  • Mitsutaka Fukudome, Eri Watanabe, Ken-ichi Osuki, Nahoko Uchi, Toshiki Uchiumi .  Ectopic or Over-Expression of Class 1 Phytoglobin Genes Confers Flooding Tolerance to the Root Nodules of Lotus japonicus by Scavenging Nitric Oxide .  Antioxidants 8 ( 7 ) 206 - 206   2019年7月招待 査読 国際誌

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Flooding limits biomass production in agriculture. Leguminous plants, important agricultural crops, use atmospheric dinitrogen gas as nitrogen nutrition by symbiotic nitrogen fixation with rhizobia, but this root-nodule symbiosis is sometimes broken down by flooding of the root system. In this study, we analyzed the effect of flooding on the symbiotic system of transgenic Lotus japonicus lines which overexpressed class 1 phytoglobin (Glb1) of L. japonicus (LjGlb1-1) or ectopically expressed that of Alnus firma (AfGlb1). In the roots of wild-type plants, flooding increased nitric oxide (NO) level and expression of senescence-related genes and decreased nitrogenase activity; in the roots of transgenic lines, these effects were absent or less pronounced. The decrease of chlorophyll content in leaves and the increase of reactive oxygen species (ROS) in roots and leaves caused by flooding were also suppressed in these lines. These results suggest that increased levels of Glb1 help maintain nodule symbiosis under flooding by scavenging NO and controlling ROS.

    DOI: 10.3390/antiox8070206

  • Nahoko Uchi, Mitsutaka Fukudome, Narumi Nozaki, Miyuzu Suzuki, Ken-ichi Osuki, Shuji Shigenobu, Toshiki Uchiumi .  Antimicrobial Activities of Cysteine-rich Peptides Specific to Bacteriocytes of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum .  Microbes and Environments34 ( 2 ) 155 - 160   2019年6月査読 国際誌

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Aphids have a mutualistic relationship with the bacterial endosymbiont Buchnera aphidicola. We previously reported seven cysteine-rich peptides in the pea aphid Acyrthosiphon pisum and named them Bacteriocyte-specific Cysteine-Rich (BCR) peptides; these peptides are exclusively expressed in bacteriocytes, special aphid cells that harbor symbionts. Similar symbiotic organ-specific cysteine-rich peptides identified in the root nodules of leguminous plants are named Nodule-specific Cysteine-Rich (NCR) peptides. NCR peptides target rhizobia in the nodules and are essential for symbiotic nitrogen fixation. A BacA (membrane protein) mutant of Sinorhizobium is sensitive to NCR peptides and is unable to establish symbiosis. Based on the structural and expressional similarities between BCR peptides and NCR peptides, we hypothesized that aphid BCR peptides exhibit antimicrobial activity, similar to some NCR peptides. We herein synthesized BCR peptides and investigated their antimicrobial activities and effects on the bacterial membrane of Escherichia coli. The peptides BCR1, BCR3, BCR5, and BCR8 exhibited antimicrobial activities with increased membrane permeability. An sbmA mutant of E. coli, a homolog of bacA of S. meliloti, was more sensitive to BCR peptides than the wild type. Our results suggest that BCR peptides have properties that may be required to control the endosymbiont, similar to NCR peptides in legumes.

    DOI: 10.1264/jsme2.me18148

▼全件表示

書籍等出版物

  • ヘムタンパク質の科学 : 生理機能の理解とその展開に向けて

    城, 宜嗣, 青野, 重利, 齋藤, 正男( 担当: 分担執筆)

    エヌ・ティー・エス  2022年5月  ( ISBN:9784860437787

     詳細を見る

    総ページ数:2, 8, 413, 8p, 図版34p   記述言語:日本語

    CiNii Books

MISC

  • 活性分子種の制御による根粒共生の強化

    福留光挙

    調査月報   421   34 - 34   2022年4月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

講演・口頭発表等

  • 内海 俊樹, 下田 宜司, 福留 光挙, 奥平 正太郎, 磯部 祥子, 平川 英樹, 白澤, 健太, 征矢野 敬, 川口 正代司, 壽崎 拓哉, 富永 晃好, 花野 滋, 佐藤 修正 .  BradyrhizobiumとFrankiaに対する非マメ科植物の応答 .  植物微⽣物研究会 第33回研究交流会  2024年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • 福留 光挙, 生田 愛珠佳, 野村 美加, 内海 俊樹 .  ミヤコグサ根粒菌の Cysteinyl-tRNA 合成酵素は根粒共生に機能する .  植物微⽣物研究会 第33回研究交流会  2024年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • Asuka Ikuta, Mitsutaka Fukudome, Mika Nomura .  Role of cysteinyl-tRNA synthetase in root nodule symbiosis .  The 3rd Trilateral Symposium on Sustainability - Strategies for Climate Action and Mitigation of Climate Change Impacts -  2024年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留光挙, 下川友太, 内海俊樹 .  ヤコグサのクラス1植物ヘモグロビンの葉での役割 .  第73回九州沖縄植物学会  2024年5月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留光挙, 生田愛珠佳, 野村美加, 内海俊樹 .  ミヤコグサ根粒共生系におけるMesorhizobium lotiのシステイニルtRNA合成酵素の役割 .  第65回植物生理学会年会  2024年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • Mitsutaka Fukudome, Asuka Ikuta, Mika Nomura, Toshiki Uchiumi .  Function of cysteinyl-tRNA synthetase of Mesorhizobium loti in root nodule symbiosis .  The 6th Asian-Pacific Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation  2024年1月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年1月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • Asuka Ikuta, Mika Nomura, Mitsutaka Fukudome .  Role of cysteinyl-tRNA synthetase in root nodule symbiosis. .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:かがわ国際会議場   国名:日本国  

  • Yuga Morimoto, Nanami Kuwahara, Mika Nomura, Mitsutaka Fukudome .  Effects and regulation of free iron on plant growth and root nodule symbiosis of Lotus japonicus. .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:かがわ国際会議場  

  • Nanami Kuwahara, Mitsutaka Fukudome, Mika Nomura .  Effects of iron excess on growth and symbiosis in nodules of Lotus japonicus and the role of Ljfer3 .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:かがわ国際会議場   国名:日本国  

  • Haruka Uetsuji, Kotona Hatano, Issei Takahashi, Mitsutaka Fukudome, Mika Nomura .  Functional analysis by alternative splicing of SNARE genes, LjSYP132 in Lotus japonicus. .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:かがわ国際会議場   国名:日本国  

  • Ryo Matsushita, Rika Sakurada, Masanori Kawauchi, Mitsutaka Fukudome, Mika Nomura .  Functional analysis of LjDof3 transcription factor expressed specifically in nodules. .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:かがわ国際会議場   国名:日本国  

  • Mitsutaka Fukudome .  Regulatory mechanism of nitric oxide in plant-microbe symbiosis. .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences.  2023年12月  Kagawa University招待 国際会議

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月 - 2023年

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:かがわ国際会議場   国名:日本国  

  • 福留 光挙, 生田 愛珠佳, 内海 俊樹, 野村 美加 .  Mesorhizobium lotiのシステイニルtRNA合成酵素の根粒共生での役割 .  植物微生物研究会 第32回研究交流会  2023年9月  秋山 康紀

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪公立大学(中百舌鳥キャンパス)   国名:日本国  

  • 福留光挙, 下川友太, 内海俊樹, 川口正代司 .  根粒共生におけるMesorhizobium lotiのシスタチオニンγリアーゼの役割 .  第64回植物生理学会年会  2023年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • 内海俊樹, 下川友太, 福留光挙 .  ミヤコグサの葉におけるクラス1植物ヘモグロビンの機能 .  第64回植物生理学会年会  2023年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • Fukudome M, Shimokawa Y, Uchiumi T, Kawaguchi M .  Metabolism of reactive sulfur species in Lotus japonicus-Mesorhizobium loti symbiosis .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences  2023年1月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年1月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • Kuwahara N, Fukudome M, Nomura M .  Effect of iron for the growth and symbiosis in Lotus japonicus nodule .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences  2023年1月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年1月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • Nomura M, Hatano K, Fukudome M, Yamaji N, Ma J-F .  Expression and localization of SNARE genes, LjSYP132a and LjSYP132b in Lotus japonicus nodule .  Kagawa International Forum on Advanced Genomics, Environmental and Resource Genomics and Life Sciences  2023年1月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年1月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • Fukudome Mitsutaka, Becana Manuel, Uchiumi Toshiki .  Regulation of reactive molecular species by phytoglobin 1 in <i>Lotus japonicus</i> contributes to plant-microbe symbioses. .  The 12th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide  2022年10月  招待

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • 福留 光挙, 下川 友太, 内海 俊樹, 川口 正代司 .  根粒共生時における根粒菌シスタチオニンγリアーゼによる活性硫黄分子種の産生 .  植物微生物研究会 第31回研究交流会  2022年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留 光挙, 内海 俊樹 .  菌根共生におけるクラス1植物ヘモグロビンの役割 .  九州沖縄植物学会(第71 回)  2022年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 下川友太, 福留光挙, 内海俊樹 .  ミヤコグサの葉におけるクラス1植物ヘモグロビンの役割 .  九州沖縄植物学会(第71 回)  2022年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留光挙 .  マメ科植物-根粒菌の共生を支える活性分子種の制御機構 .  ゲノム・遺伝子源解析センター 月例セミナー  2022年5月  招待

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年5月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

  • 福留光挙, 下川友太, 内海俊樹 .  根粒菌の一酸化窒素制御がマメ科植物との根粒共生に及ぼす影響~hmp遺伝子の導入による根粒菌のNO制御能強化は根粒共生の強化に寄与するか~ .  日本土壌肥料学会関西支部・関西土壌肥料協議会  2021年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留光挙, 下川友太, 内海俊樹, 川口正代司 .  活性イオウ分子種の根粒共生への関与~根粒共生のなかで活性イオウ分子種はどのように産生されどんな機能を示すのか~ .  日本土壌肥料学会関西支部・関西土壌肥料協議会  2021年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年11月 - 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  • 下川友太, 福留光挙, 前迫優輔, 橋本駿, 内海俊樹 .  NO除去能を増強したミヤコグサ根粒菌の共生表現型に関する研究 .  九州沖縄植物学会  2021年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 福留 光挙, 石崎 遼, 下川 友太, 内海 俊樹, 川口 正代司 .  ミヤコグサの根粒共生における根粒菌シスタチオニンγ-リアーゼの役割 .  第62回日本植物生理学会年会 2021  2021年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 道廣 保乃華, 福留 光挙, 水田 圭祐, 諸隈 正裕, 豊田 正範 .  畑地での直播−地下点滴潅がい栽培における土壌消毒が水稲の成育向上をもたらした要因の探索 .  日本作物学会講演会要旨集  2024年9月  日本作物学会

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    DOI: 10.14829/jcsproc.258.0_83

▼全件表示

受賞

  • ポスター発表賞 (2nd Prize)

    2024年1月   The 6th Asian-Pacific Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation   Function of cysteinyl-tRNA synthetase of Mesorhizobium loti in root nodule symbiosis

    福留光挙, 生田愛珠佳, 野村美加, 内海俊樹

  • 優秀発表賞

    2021年12月   日本土壌肥料学会関西支部講演会   根粒菌の一酸化窒素制御がマメ科植物との根粒共生に及ぼす影響~hmp遺伝子の導入による根粒菌のNO制御能強化は根粒共生の強化に寄与するか~

    福留光挙, 下川友太, 内海俊樹

  • 2020 Microbes and Environments MVP 論文賞

    2021年8月   Microbes and Environments 誌  

  • 2019 Microbes and Environments MVP 論文賞

    2020年9月   Microbes and Environments 誌  

共同研究・競争的資金等の研究

  • 鹿児島県産落花生「郷の香」の最適な共生根粒菌の単離

    2024年7月 - 2025年3月

    令和6年度鹿児島大学地域活性化研究支援事業(若手研究者向け) 

    福留光挙

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  • 瀬戸内海の物質循環を協調的に支える微生物群の解明

    2023年4月 - 2027年3月

    公益財団法人発酵研究所  2023年度 研究室助成 

    松沢智彦, 福留光挙, 山口一岩, 一見和彦

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

  • 香川県の農地と作物に適した有用土壌微生物の単離 <有用土壌微生物の農業利用への効果とリスクの評価>

    2023年4月 - 2024年3月

    令和5年度 農学部地域農業振興研究基金助成 

    福留光挙, 諸隈正裕

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  • 香川県の農地と作物に適した有用土壌微生物の単離

    2022年4月 - 2023年3月

    令和4年度 地域農業振興研究基金助成 

    福留光挙, 諸隈正裕

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  • ミヤコグサと根粒菌の協調的な硫黄代謝メカニズムの解明

    研究課題/領域番号:21K14760  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    福留 光挙

      詳細を見る

    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    ミヤコグサと根粒菌の根粒共生中に産生される活性イオウ分子種(RSS)の、分子構造および代謝メカニズムの解明を目指し、研究に取り組んだ。本年度は、RSS産生酵素の共生中の硫黄代謝とアミノ酸代謝への関与について主に検討した。これまでに哺乳動物や大腸菌でRSS産生に寄与することが報告されてきた、シスタチオニンγリアーゼ(CSE)、システイニルtRNA合成酵素(CARS)、3-メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素(3MST)が変異した根粒菌を用いて、着生根粒中の硫黄代謝産物、および、アミノ酸代謝産物を解析した。硫黄代謝産物はサルファーインデックス解析により68化合物について解析し、28化合物が根粒から検出された。CSE、CARS、3MSTのいずれの変異株が着生した根粒でも、野生株と比べ複数の硫黄化合物量が変化していることを見出した。また同様に、複数のアミノ酸量についても変化していた。これらの結果から、共生根粒菌のRSS産生酵素の異常が、宿主植物との共生器官である根粒でも、硫黄代謝やアミノ酸代謝に影響することが示された。変異株の着生根粒で含有量が変化した硫黄化合物の中には、活性イオウ分子種も含まれていた。いずれの活性イオウ分子種も、野生株と比べ変異株の着生根粒で少なかった。特に、システインパースルフィドとグルタチオンパースルフィドの量の変化が顕著であった。これまでのRSS特異的蛍光プローブを用いた実験から、RSS産生酵素変異株の着生した根粒では、感染細胞での蛍光強度が弱く、RSS産生量の減少が示唆されていた。今回実施した硫黄化合物の網羅的な解析により、減少しているRSS分子について詳細が明らかとなった。CSE、CARS、3MSTの変異がそれぞれ硫黄代謝やアミノ酸代謝に及ぼす影響の共通点・相違点についても、今回の解析によりわかりつつある。

  • 根粒共生における活性イオウ分子種の機能の解明

    研究課題/領域番号:20J01224  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    福留 光挙

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    ミヤコグサ-根粒菌の根粒共生中に産生される活性イオウ分子種(RSS)の役割解明を目指し、本年度は、RSS産生酵素の共生への関与について主に検討した。これまでに哺乳動物や大腸菌でRSS産生に寄与することが報告されてきた、シスタチオニンγリアーゼ(CSE)が変異した根粒菌の共生表現型を評価した。CSE変異株の着生根粒は野生型と比べ、ニトロゲナーゼ活性が低かった。また、感染細胞の崩壊や、老化関連遺伝子の発現上昇が早期に観察された。感染細胞内のRSS量について検討したところ、サルフェン硫黄や硫化水素等のRSSが、野生株と比べ変異株の着生根粒で少なかった。一方で、活性酸素種(ROS)量は変異株の着生根粒で多かった。これらの結果から、共生根粒菌のCSEが根粒中のRSS産生に寄与していることが見出された。さらに、正常なRSS産生によるROS量の制御が、共生確立に寄与している可能性が示された。根粒中の硫黄代謝産物をサルファーインデックス解析により68化合物について解析したところ、28化合物が根粒から検出された。検出された硫黄化合物にはRSSに該当する分子も含まれ、特にシステインおよびグルタチオンの過硫化物が変異株の着生根粒で減少していた。また、アミノ酸プロファイルも変動しており、硫黄代謝の異常が幅広いアミノ酸代謝に影響する可能性が示唆された。
    根粒共生におけるCSEの役割についてさらに評価するため、CSE阻害剤(D,L-プロパギルグリシン、β-シアノ-L-アラニン、D-ペニシラミン)処理が共生に及ぼす影響についても検討した。ミヤコグサ根圏のCSE阻害剤処理は、根粒と感染糸の形成を阻害した。同時に、根ではRSS量が減少し、ROS量が増加した。これらの結果から、CSEによるRSS産生があらゆる共生過程に関与していること、また、RSSが他の活性分子種とクロストークしている可能性が示唆された。

  • 窒素固定共生のリコンストラクション

    研究課題/領域番号:JPMJMI20E4  2020年 - 2024年

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進 未来社会創造事業 探索加速型 

    佐藤 修正

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    マメ科植物は窒素固定菌を細胞内に取り込むことにより大気中の窒素をアンモニアに 変換し、窒素栄養として利用することができます。このような窒素固定共生を行う植物 は、マメ科植物を含むマメ目のみならず、ブナ目、バラ目、ウリ目の植物にも存在してい ます。窒素固定クレードと呼ばれるこれらの植物群の分子系統解析から、約1億年 前にこれらの共通祖先で窒素固定共生の能力が確立され、その後窒素固定クレード の植物の多くが遺伝子機能の欠失によりその能力を失ったことが示唆されています。 このような背景を考慮し、本研究では、窒素固定クレードに属する植物を対象として、 進化の過程で失われた共生関連遺伝子群を明らかにし、それらの遺伝子群を戻す “復元”(リコンストラクション)のアプローチで窒素固定共生の能力を非マメ科植物に 付与する技術の開発を行います。この技術により、化学肥料の削減や貧栄養土壌で の耕作安定化を通じて低炭素社会の実現に貢献することを目指します。

  • 根粒共生系の老化遅延と環境ストレス耐性付与を目的とした植物ヘモグロビンの応用

    研究課題/領域番号:18J11872  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  特別研究員奨励費 

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

▼全件表示

 

社会貢献活動

  • 令和6年度 池田中学校サイエンスインタビュー

    役割:助言・指導

    池田学園池田中学校  2024年9月

  • 平成30年度第25回鹿児島県高等学校生徒理科研究発表大会

    役割:コメンテーター, 助言・指導

    2018年11月