多様な結節形成ブレドリヒゾビウムの効率的なN2O還元のための共通メカニズム

概要 ブレドリヒゾビウムは豊富な土壌細菌であり、大豆、カウピ、ピーナッツなどの重要な作物を含む豆類植物と窒素固定共生を形成することができます。多くのブレドリヒゾビウムは脱窒を行うことができますが、これまでの研究は数少ないモデル生物に焦点を当てていました。豆類の結節から分離された39種類の多様なブレドリヒゾビウム株をスクリーニングしました。その半分はN2Oを還元できず、温室効果ガスの供給源となっています。残りのほとんどはNO3−をN2に脱窒することができました。嫌気呼吸への移行中の時間分解ガス動力学と転写解析は、nirK、norCBおよびnosZ（NO2−、NOおよびN2O還元酵素をコードする）の共通制御を明らかにし、napAB（ペリプラスミックNO3−還元酵素をコードする）の異なる制御を示しました。N2生成株のすべてに共通する顕著な特徴は、N2Oの存在下でNO3−の還元がほぼ完全に阻害されることでした。詳細な分析は、これが電子伝達経路間の競合に起因しており、NO3−還元よりもN2Oを強く好むことを示唆しています。この特徴を持つ細菌は、他の土壌細菌や自らが生成した利用可能なN2Oを優先的に還元するため、この温室効果ガスの強力な吸収源となります。農業土壌でこのような集団を増強する一つの方法は、効率的なN2固定と効率的なN2O還元の二重能力を持つ豆類作物用の接種剤を開発することです。