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地球温暖化環境における温室効果ガス発生機構の解明

Research Project

Project/Area Number 12J07071
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Boundary agriculture
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大久保 卓  東北大学, 大学院生命科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsFACE / 細菌群集構造 / イネ / 16S rRNA / pmoA / mcrA / メタン / 群集構造 / 地球温暖化 / クサネム / 根粒菌
Research Abstract

昨年度までに、大気中の二酸化炭素濃度の上昇によりイネ(コシヒカリ)の根に共生する細菌の群集構造が変化することをFACE(開放系大気CO_2増加)実験施設を使用して明らかにした。大気CO_2増加処理(FACE処理)によるイネの生育、収量、メタン発生などの増加量はイネ品種により異なることが報告されている。当該年度は、FACE処理による根共生細菌の変化に品種間差が存在するかどうかを調べることを目的とした。イネ品種はコシヒカリ、タカナリ、秋田63号を用いた。タカナリと秋田63号は、FACE処理によるイネの収量増加がコシヒカリに比べ大きいことが報告されている品種である。
イネ根から抽出した細菌DNAの16S rRNA遺伝子をシーケンスし、UniFrac解析をしたところ、FACE処理はタカナリとコシヒカリの共生細菌群集の第一主成分得点を有意に変化させた。しかし、秋田63号では有意な変化が観察されず、FACE処理の効果はコシヒカリ、タカナリに比べ小さいことが明らかになった。タカナリとコシヒカリでは、FACE処理によりBurkholderia kururiensisの相対存在比率が上昇したが、秋田63号では変化しなかったことが主な要因と考えられる。B. kururiensisは、窒素固定や植物ホルモン合成により、イネの生育を促進することが報告されており、B. kururiensisの挙動に品種間差が見られたことは注目に値する。
イネ根抽出細菌DNA中のメタン酸化酵素遺伝子(pmo4)のコピー数は、タカナリ、コシヒカリではFACE処理により、低下する傾向が見られたが、秋田63号では変化しなかった。メタン生成酵素遺伝子(mcrA)はコシヒカリ、秋田63号では、FACE処理により有意に増加したが、タカナリでは変化しなかった。根圏のメタンの動態にも品種間差が見られる可能性があることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A Rice Gene for Microbial Symbiosis, Orysa sativa CCaMK, Reduces CH_4 Flux in a Paddy Field with Low Nitrogen Input2014

    • Author(s)
      Zhihua Bao, Aya Watanabe, Kazuhiro Sasaki, Takashi Okubo, Takeshi Tokida, Dongyan Liu, Seishi Ikeda, Haruko Imaizumi-Anraku, Susumu Asakawa, Tadashi Sato, Hisayuki Mitsui, Kiwamu Minamisawa
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: VOL.80 Issue: 6 Pages: 1995-2003

    • DOI

      10.1128/aem.03646-13

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of elevated carbon dioxide, elevated temperature, and rice growth stage on the community structure of rice root-associated bacteria2014

    • Author(s)
      Takashi Okubo, Takeshi Tokida, Seishi Ikeda, Zhihua Bao, Kanako Tago, Masahito Hayatsu, Hirofumi Nakamura, Hidemitsu Sakai, Yasuhiro Usui, Kentaro Hayashi, Toshihiro Hasegawa, Kiwamu Minamisawa
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: (印刷中)(掲載確定)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of <i>Azospirillum</i> sp. B510 Inoculation on Rice-Associated Bacterial Communities in a Paddy Field2013

    • Author(s)
      Bao, Z., K. Sasaki, T. Okubo, S. Ikeda, M. Anda, E. Hanzawa, K. Kakizaki, T. Sato, H. Mitsui, and K. Minamisawa.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 487-490

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME13049

    • NAID

      130003382017

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 植物共生科学の新展開と農学研究におけるパラダイムシフト2013

    • Author(s)
      池田成志, 鶴丸博人, 大久保 卓, 岡崎和之, 南澤 究
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: VOL.51 Pages: 462-470

    • NAID

      10031184722

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genome Analysis Suggests that the Soil Oligotrophic Bacterium Agrmonas oligotrophica (Bradyrhizobium oligotrophicum) Is a Nitrogen-Fixing Symbiont of Aeschynomene indica.2013

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 79 Issue: 8 Pages: 2542-2551

    • DOI

      10.1128/aem.00009-13

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolution of Bradyrhizobium-Aeschynomene mutualism : living testimony of the ancient world or highly evolved state?2012

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 53 Issue: 12 Pages: 2000-2007

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs150

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pyrosequence Read Length of 16S rRNA Gene Affects Phylogenetic Assignment of Plant-associated Bacteria2012

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 204-208

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME11258

    • NAID

      10030432208

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of <i>Bradyrhizobium</i> sp. S23321: Insights into Symbiosis Evolution in Soil Oligotrophs2012

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 306-315

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME11321

    • NAID

      10030869620

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Genome analysis suggests that the soil oligotrophic bacterium Agromon as oligotrophica (Bradyrhizobium oligotrophicum) is a nitrogen-fixing symbiont of Aeschynomene indica.2013

    • Author(s)
      Takashi Okubo, Shohei Fukushima, Manabu Itakura, Kenshiro Oshima, Aphakorn Longtonglang, Neung Teaumroong, Hisayuki Mitsui, Masahira Hattori, Reiko Hattori, Tsutomu Hattori, Kiwamu Minamisawa
    • Organizer
      18th International Congress on Nitrogen Fixation
    • Place of Presentation
      シーガイアコンベンションセンター(宮崎県宮崎市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Soil oligotrophic bacterium, Agromonas oligotrophica (Bradyrhizobium oligotrophicum) is nitrogen-fixing symbiont of Aeschynomene indica as suggested by genome analysis.2012

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Organizer
      The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation
    • Place of Presentation
      ヒルトン プーケット(タイ)
    • Year and Date
      2012-10-31
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Metagenome and microscopic analyses for plant-associated microbes towards sustainable agriculture.2012

    • Author(s)
      大久保 卓
    • Organizer
      第28回微生物生態学会
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学(愛知)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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