根粒菌について

質問

根粒菌について、お聞きしたく思います。
根と共生関係を持つ微生物について書いてある本を最近読みました。
根粒菌は、腸内で活動している大腸菌や乳酸菌と同じく、原核細胞生
物に属し、マツタケなどの菌根菌と呼ばれる糸状菌の仲間は、植物や
人などの真核細胞生物に属すると聞きます。

前置きが長くなりました。根粒菌は、主にマメ科の植物と共生関係にあ
るわけですが、共生のメカニズムについて、お聞きします。
根粒菌は、空気中や地中の窒素ガス態の窒素(N2)を、アンモニウム
イオン態の窒素(NH4+) に変換し、これを受け取った植物は、さらに炭
素、水素などで構成されている有機化合物のフレームと組み合わせて
、ホルモンや酵素などの材料となるアミノ酸を合成すると本には書いて
ありました。

それでは、問合せ、質問の本題に入らせてください。
私が、今回お聞きしたいのは、根粒菌が、空気中や地中の窒素ガス態
の窒素(N2)を、アンモニウムイオン態の窒素に変換する際に、硝酸態
(HNO３)や亜硝酸態(HNO2)の窒素の過程を経ていないかどうか、お
聞きしたく思います。

回答No.1

suiran2 · ベストアンサー

根粒菌の窒素固定は，ニトロゲナーゼの作用によります。この酵素の反応は，窒素を直接アンモニアにするものです。詳しいことに関しましては，「ニトロゲナーゼ」で検索してみてください。

蛇足ですが，アンモニアは生体にとりまして有害です。ですから宿主細胞は，根粒菌から入ってきましたアンモニアを直ちにグルタミン合成酵素の働きでグルタミンとし，さらにグルタミン酸などのアミノ酸に変換しまして，維管束で輸送しています。

補足

suiran2さん、私の質問に対して回答を寄せて頂き、有難う御座います。
根粒菌の窒素固定酵素、ニトロゲナーゼに言及されましたので、この酵素
について補足質問をさせて下さい。
私は、ニトロゲナーゼ遺伝子と共生に関係する遺伝子について、混同している
可能性があるかもしれませんので、お聞きします。
豆科の植物と共生関係を持つ根粒菌は、多くがBradyrhizobium属に属する
と聞きます。他には、根粒菌は、Azorhizobium属、rizobium属に属する
株(strain)　があると聞きます。この三つの属を総括する科がrizobia科
であるとも聞きます。

前置きが長くなりましたが、お聞きします。
根と共生するのに関係する遺伝子が、Azorhizobium属、Bradyrhizobium属
の二つの属の株の場合は、大きな管状のゲノムの方に存在し、一方rizobium属
の株の場合は、やはり管状ではあるが、プラスミドと呼ばれる小さい別のゲノム
上に存在すると聞くのですが、本当でしょうか?
また共生するのに関係する遺伝子とは、大豆の場合は、大豆イソフラボンと呼ば
れる物質を作る遺伝子の事を意味しているのでしょうか?

もう一点お聞きしたく思います。
ニトロゲナーゼ遺伝子の遺伝子は、三つの属とも、大きな管状のゲノムの方にのみ
存しているのでしょうか?
それとも属によっては、共生に関係する遺伝子のように、属によっては、小さい
プラスミド上にも存在している可能性はあるのでしょうか?

蛇足ですが、rizobium属に属するNGR234株は、sym-plasmid pNGR234nと
呼ばれるプラスミド上に、nodulationとニトロゲナーゼ遺伝子を含む共生に
関係する決定因子を持つとも聞いています。

また質問の内容が長くなってしまったようです。大変すみません。

回答No.2

suiran2

ご質問の内容から遙かに高度なご質問に進化？しましたね。

そのような高度な内容は，このようなサイトで回答者が出るはずもありません。昔は，ドクターが多数生息していたのですが，現在はその面影もありませんから無理と思います。

下記は，日本植物生理学会のQ&Aサイトです。下記でご質問なさったらいかがかと思います。また，ご質問者さんが生物学関係ならば，その道の研究室にメールしましても丁寧にお答えいただけると思います。
http://www.jspp.org/17hiroba/question/