Acquistion of unavailable soil phosphate by arbuscular mycorrhizal fungi

• Project/Area Number: 18K05368
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: Tawaraya Keitaro 山形大学, 農学部, 教授 (70179919)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: アーバスキュラー菌根菌 / 外生菌糸 / 酸性ホスファターゼ / 有機態リン酸 / 有機態リン / 菌糸の浸出物 / 菌根菌 / 不可給態リン酸 / 有機物 / フィチン酸

Outline of Final Research Achievements

Welsh onions (Allium fistulosum) were grown in two compartment pots, inoculated or uninoculated with arbuscular mycorrhizal fungi Rhizophagus clarus. The acid phosphatase activity of the soil solution was measured. The soil attached to the extraradical hyphae was collected and fractionated into Resin-P, NaHCO3-Pi, NaHCO3-Po, NaOH-Pi, NaOH-Po and HCl-P and the concentration of each phosphorus fraction was measured. The acid phosphatase activity in the soil of the hyphal fraction was higher in the inoculated than in the non-inoculated zone. Phosphorus concentrations in the fractions NaHCO3-Po and NaOH-Po tended to be lower in the inoculated than in the uninoculated plots.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

菌糸圏の土壌溶液を採取することにより、アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸は酸性ホスファターゼを土壌に分泌し、分泌された酸性ホスファターゼにより有機態リン酸が分解されることが示された。酸性ホスファターゼの分泌は低リンストレス下で促進された。リン資源の枯渇へ対応するため、酸性ホスファターゼ分泌能が高いアーバスキュラー菌根菌の作物への接種を行い不可給態リン酸を利用促進が有効な技術となる可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] Secretion of acid phosphatase from extraradical hyphae of the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus clarus is regulated in response to phosphate availability (2019)
  • Author(s): Sato, T., Hachiya, S., Inamura, N., Ezawa, T., Cheng, W., and Tawaraya, K.
  • Journal Title: Mycorrhiza Volume: 29 Issue: 6 Pages: 599-605
  • DOI: 10.1007/s00572-019-00923-0
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性と土壌中のリン画分の関係 (2020)
  • Author(s): 鈴木耶々 佐藤 匠 江沢辰広 杉原 創 程 為国 俵谷圭太郎
  • Organizer: 日本土壌肥料学会岡山大会
• [Presentation] Metabolite profiling of hyphal exudates of arbuscular mycorrhizal fungi Rhizophagus clarus and Rhizophagus irregularis under phosphorus deficiency (2020)
  • Author(s): uri Luthfiana, Nozomi Inamura, Tantriani, Takumi Sato, Kazuki Saito Akira Oikawa Weiguo Chen and Keitaro Tawaraya
  • Organizer: 日本土壌肥料学会岡山大会
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性と土壌中のリンの形態 (2019)
  • Author(s): 鈴木耶々・佐藤 匠・江沢辰広・杉原 創・程 為国・俵谷圭太郎
  • Organizer: 日本土壌肥料学会２０１９年度静岡大会
• [Presentation] Arbuscular mycorrhizal fungi secrete acid phosphatase to hyphosphere in response to phosphorus deficiency (2019)
  • Author(s): Takumi Sato, Shihomi Hachiya, Nozomi Inamura, Yaya Suzuki, Tatsuhiro Ezawa, Weiguo Cheng, Keitaro Tawaraya
  • Organizer: Rhizosphere 5
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌が浸出する酸性ホスファターゼ活性の菌種間差 (2018)
  • Author(s): 佐藤匠、江沢辰広、程為国、俵谷圭太郎
  • Organizer: 日本土壌肥料学会２０１８年度神奈川大会
• [Presentation] アーバスキュラー菌根菌による土壌中の有機態リン酸の利用 (2018)
  • Author(s): 俵谷圭太郎、佐藤匠
  • Organizer: 日本土壌肥料学会２０１８年度神奈川大会
  • Invited