「遺伝子水平伝播」「マメ科の根粒菌との共生」

🌸大事な共生相手を攻撃する理由４

⛳根粒菌との共生の仕組み
　☆植物は光合成によってできた炭素化合物を与える

　＊根粒菌は窒素固定で得た窒素化合物を供給する

　＊それが、植物と根粒菌との共生関係

　☆特定の宿主と共生関係を築けない根粒菌でも

　＊共生関係を築ける根粒菌の共生関連遺伝子を移すと、共生できる
　☆「遺伝子水平伝播」とは、遺伝子が生物間で転移すること
　＊「遺伝子垂直伝播」親子関係のように子孫に伝わること

　＊細菌やウイルスなどでは、高頻度で遺伝子水平伝播が起こる

　☆新型コロナウイルスの性質が度々変わるのも

　＊突然変異と遺伝子水平伝播によるもの
　☆遺伝子水平伝播を用いて根粒菌の性質を変え

　＊任意に共生できる根粒菌を作ることも計画されている

⛳窒素固定を行うのに適した構造を作る
　☆マメ科植物の窒素固定を可能にするのは

　＊根粒菌のニトロゲナーゼという酵素
　☆マメ科植物が取った方法

　＊根粒のなかに「レグヘモグロビン」と呼ばれる物質を作る
　＊ヘモグロビンと同じく、酸素と結合する性質を持っている

　＊ ニトログナーゼの周りにある酸素を結合し除去することができる

　＊レグヘモグロビンのおかげで根粒内のニトログナーゼ

　＊酸素に触れなくてすみ、ニトログナーゼが分解されず保持される

　＊根粒菌の周りの酸素をレグヘモグロビンに吸収させてしまう戦略

　☆根粒菌自体も酸素呼吸によって生きていますから、酸素を必要とする

　＊ここでもレグヘモグロビンが重要な役目を果たしています

　＊根粒菌はレグヘモグロビンによって運搬された酸素

　＊捨てずに利用し呼吸している

　☆レグヘモグロビンは酸素の隔離、運搬と二重に活躍している

　＊このような一連の流れで、根粒菌は窒素化合物を生成し
　＊宿主のマメ科植物に提供している
　☆マメ科植物の側

　＊リンゴ酸やアミノ酸を根粒菌に供給している

　☆両者の共生関係は持ちつ持たれつの関係（相利共生）

　＊植物がアミノ酸の供給を止めると、根粒菌も生成したアンモニア

　＊植物に供給することを止めてしまう

⛳助け合いの共生
　☆植物と糸状菌や細菌との共生関係

　＊共生関係が深化し、巧妙に発達してきたことが分かる

　☆植物では、栄養物を自身で探して摂取することができない

　＊栄養分の摂取に糸状菌や細菌を利用することは極めて大切
　☆ランはラン菌がないと生育できず、菌類従属栄養性植物
　☆アーバスキュラー菌にとり

　＊植物との共生が生育に必須条件なので、絶対共生菌

　☆アーバスキュラー菌は発芽後、宿主の植物と共生できないと

　＊菌糸の成長が止まってしまい、それ以上生育できない
　☆菌根菌の他の例

　＊松茸は、松などに一方的に寄生して養分を奪うのではなく

　＊宿主の松にも何らかの見返りを与えている

　＊松茸を取り除くと松の成長も阻害される

　☆マメ科植物の例

　＊酸素嫌いな根粒菌が住みやすいように

　＊酸素を遮断した住まいを提供している

　＊根粒菌は、その環境下でアンモニアなどの窒素化合物を生成し

　＊自己と宿主の栄養源にしている

　☆多くの植物は多かれ少なかれ、細菌との関わりを持っている
　＊はるか昔、植物が海から陸に上陸したときから

　＊植物は糸状菌や細菌、原生生物と手を組みあって生きてきた

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（敬称略）

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⛳出典、『「利他」の生物学』

「遺伝子水平伝播」「マメ科の根粒菌との共生」

（『「利他」の生物学』ネットより画像引用）