Proceedings of the Botanical Society of Korea Conference
/
1987.07a
/
pp.81-101
/
1987
In an attempt to revies the informations about genes involved in symbiotic nitrogen fixation, developmental processes in which host plant interact with microbe during nodule formation were introduced first. The structure, function and regulation of the genes discussed were mainly about microbial genes; those involved in the process of nodule formation (nod-genes) and of nitrogen fixation (nif-genes). Informations about the host genes involved in the symbiosis were discussed briefly.
Lower termites need symbiotic microbes for cellulose digestion. Elizabethkingia miricola strain BM10 has been proposed as a symbiotic microbe that assists in low-temperature digestion and metabolism of Reticulitermes speratus KMT1, a termite on Bukhan Mountain, Seoul, Korea. In E. miricola strain BM10, β-glucosidase genes expressed at 10℃ were identified, and the psychrophilic enzymatic characteristic was confirmed by heterogeneously expressed proteins. Crude β-glucosidase in the culture broth of E. miricola strain BM10 showed specific enzymatic properties, and its substrate affinity was 4.69 times higher than that of Cellic CTec2. Among the genes proposed as β-glucosidase, two genes, bglB_1 and bglA_2, whose gene expression was more than doubled at 10℃ than at 30℃, were identified. They were heterogeneously expressed in Escherichia coli and identified as psychrophilic enzymes with an optimal reaction temperature of about 20℃-25℃. In this study, E. miricola strain BM10, a symbiotic bacterium of lower termites, produced psychrophilic β-glucosidases that contribute to the spread of the low-temperature habitat of a lower termite, R. speratus KMT1.
The root hair provides a major entering spot for the symbiotic legume rhizobia. It is obvious that dynamic cell wall modification occurs in the plant root hair during the early microbe invasion. Expansins are nondestructive cell wall-modifying proteins that are involved in cell growth and differentiation. Among about 40 expansin genes in Arabidopsis, two expansin genes are expressed specifically in the root hair cell. Orthologous genes of this Arabidopsis root hair expansins have been found in other Brassica members, rice, and Medicago truncatula (a legume). In this review, I discuss the probable function of expansins during the early symbiotic process between the root hair and microbes and the regulation of root hair expansin genes in a comparative approach.
Malonate is a three-carbon dicarboxylic acid. It is well known as a competitive inhibitor of succinate dehydrogenase. It occurs naturally in biological systems, such as legumes and developing rat brains, which indicates that it may play an important role in symbiotic nitrogen metabolism and brain development. Recently, enzymes that are related to malonate metabolism were discovered and characterized. The genes that encode the enzymes were isolated, and the regulation of their expression was also studied. The mutant bacteria, in which the malonate-metabolizing gene was deleted, lost its primary function, symbiosis, between Rhizobium leguminosarium bv trifolii and clover. This suggests that malonate metabolism is essential in symbiotic nitrogen metabolism, at least in clover nodules. In addition to these, the genes matB and matC have been successfully used for generation of the industrial strain of Streptomyces for the production of antibiotics.
The root nodules and Glycine max were classified as determinate nodule based on their morphological characteristics, and isolated endosymbiont as a Bradyrhizobium based on its growth rate and single subpolar flagellum. The isolate was similar to B. japonicum USDA110 in utilization of carbon source, growth at 38.deg.C and 2% NaCl, production of $H_{2}$S and especially in the restriction endonuclease digestion pattern of symbiotic genes, allowing them to be placed in sTI group together. The former, however, grew better than the later in broad pH range from 5.0 to 9.5. Infectivity and effectivity of the isolate were confirmed by inoculation of soybean seedlings with the isolates. Characteristics of the reisolated endosymbiont from induced root nodules were identical to those of the first isolate. From these results, it was confirmed that Bradyrhizobium strain isolated from the root nodules of Glycine max was a real symbiont, and was named B. japonicum SNU001.
Medicago truncatula is a diploid legume plant related to the forage crop alfalfa. Recently, it has been chosen as a model species for genomic studies due to its small genome, self-fertility, short generation time, and high transformation efficiency. M. truncatula engages in symbiosis with nitrogen-fixing soil bacterium Rhizobium meliloti. M. truncatula mutants that are defective in nodulation and developmental processes have been generated. Some of these mutants exhibited altered phenotypes in symbiotic responses such as root hair deformation, expression of nodulin genes, and calcium spiking. Thus, the genes controlling these traits are likely to encode functions that are required for Nod-factor signal transduction pathways. To facilitate genome analysis and map-based cloning of symbiotic genes, a bacterial artificial chromosome library was constructed. An efficient polymerase chain reaction-based screening of the library was devised to fasten physical mapping of specific genomic regions. As a genomics approach, comparative mapping revealed high levels of macro- and microsynteny between M. truncatula and other legume genomes. Expressed sequence tags and microarray profiles reflecting the genetic and biochemical events associated with the development and environmental interactions of M. truncatula are assembled in the databases. Together, these genomics programs will help enrich our understanding of the legume biology.
The mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling cascade is essential for a wide range of cellular responses in plants, including defense responses, responses to abiotic stress, hormone signaling, and developmental processes. Recent investigations have shown that the stress, ethylene, and MAPK signaling pathways negatively affect the formation of nitrogen-fixing nodules by directly modulating the symbiotic signaling components. However, the molecular mechanisms underlying the defense responses mediated by MAPK signaling in the organogenesis of nitrogen-fixing nodules remain unclear. In the present study, I demonstrate that the Medicago truncatula mitogen-activated protein kinase kinase 5 (MtMKK5)-Medicago truncatula mitogen-activated protein kinase 3/6 (MtMPK3/6) signaling module, expressed specifically in the symbiotic nodules, promotes defense signaling, but not ethylene signaling pathways, thereby inhibiting nodule development in M. truncatula. U0126 treatment resulted in increased cell division in the nodule meristem zone due to the inhibition of MAPK signaling. The phosphorylated TEY motif in the activation domain of MtMPK3/6 was the target domain associated with specific interactions with MtMKK5. I have confirmed the physical interactions between M. truncatula nodule inception (MtNIN) and MtMPK3/6. In the presence of high expression levels of the defense-related genes FRK1 and WRKY29, MtMKK5a overexpression significantly enhanced the defense responses of Arabidopsis against Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (Pst DC3000). Overall, my data show that the negative regulation of symbiotic nitrogen-fixing nodule organogenesis by defense signaling pathways is mediated by the MtMKK5-MtMPK3/6 module.
The light-organ symbiont of pine cone fish, Vibrio fischeri, senses its presence in the host and responds to environmental changes by differentially expressing its symbiosis-related luminescence genes. The V. fischeri luminescence genes are activated by LuxR protein in the presence of an autoinducer. In an effort to elucidate the mechanism of regulation of luxR, a plasmid containing luxR was mutagenized in vitro with hydroxylamine and a luxR mutant plasmid was isolated by its ability to activate luminescence genes cloned in E. coli in the absence of the autoinducer. The specific base change identified by DNA sequencing was only single base transition at +78 from the transcriptional start of luxR. Based on a Western immunoblot analysis, the nucleotide change directed the synthesis of much higher level of LuxR protein without any amino acid substitutions. The results suggest that the region including the +78th base is presumably internal operator required for autorepression of luxR, and the increased cellular level of LuxR results in activation of luminescence genes by autoinducer independent fashion.
Lee Yoo Kyung;Lee Jung Hyun;Kwon Kae Kyoung;Lee Hong Kum
Proceedings of the Microbiological Society of Korea Conference
/
2002.10a
/
pp.94-99
/
2002
The oceans cover about $71\%$ of the Earth's crust and contain nearly 300,000 described species. Free-living bacteria in the sea and symbiotic bacteria of marine invertebrates are proving to be valuable sources of useful bioactive compounds. Marine sponges, in particular, which contain diverse communities of bacteria, produce many classes of compounds that are unique to the marine environment. Uncultured microorganisms are commonly believed to represent $99.9\%$ of the whole microbial community. They have been investigated for the possibility of isolating and over-expressing genes in viable microorganisms. Strict symbiotic species that have been adapted to the host are candidate unculturable species. With the enormous potential for discovery, development, and market value of marine derived compounds, supply of the products is a major limiting factor for further development.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.