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Elucidation of the unknown relationship between plants and actinomycetes by atmospheric hydrogen uptake and its effect on disease control ability

Research Project

Project/Area Number 18K14470
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

KANNO Manabu  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10462847)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords共生微生物 / 植物 / 生物間相互作用 / 水素 / 微生物生態 / 共生 / 微生物
Outline of Final Research Achievements

In order to verify whether the uptake of atmospheric hydrogen is involved in biological interactions between actinomycetes and plants or other microorganisms, an extensive analysis consisting of ecological, individual, and interspecies approaches was performed.
In the field survey, actinomycetes were detected in all plants that exhibited high hydrogen-oxidizing activity, suggesting that actinomycetes adapt to their environments, such as plant surface, by obtaining energy through atmospheric hydrogen. A new phylogenetically distinct high-affinity hydrogen-oxidizing actinobacteria were found among the deposited strains, suggesting that this function might be widespread in phylum actinobacteria. Further analysis is required to verify the effect of hydrogen uptake on the disease control ability of the actinomycetes, since the assay conditions to clearly evaluate the antagonism between plant pathogens and high-affinity hydrogen-oxidizing bacteria have not yet been established.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放線菌は大気水素の取り込み時に特異的に誘導される未知の機能や生物間相互作用を有しているとの仮説の下に、放線菌の生態と潜在的な病害防除ポテンシャルを再評価することを目的とした。植物と微生物の相互作用の基盤には可溶性化合物や表面接触が知られるが、一方で、ガス分子の関与は大気窒素を除くとよく調べられていない。また、従来の微生物間の拮抗作用は、有機物を利用する従属栄養の代謝時の生理機能を評価したものに限られる。当該微生物群は、農作物を含む多様な植物に普遍的に棲息していることから、本研究の成果を足掛かりにその実態を解明することは、微生物機能を活用した植物生産産業を活性化する契機になるものと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 植物微生物学の培養技術の現状と展望2021

    • Author(s)
      菅野学、佐藤匠、亀岡啓
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 5(1) Pages: 18-22

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 農作物生産の未来を切り拓く植物微生物研究2020

    • Author(s)
      菅野 学
    • Journal Title

      土づくりとエコ農業

      Volume: 52 Pages: 23-27

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 植物版プロバイオティクスの研究展開2020

    • Author(s)
      菅野学、玉木秀幸
    • Organizer
      アグリビジネス創出フェア2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物版プロバイオティクスの研究展開2019

    • Author(s)
      菅野 学、玉木 秀幸
    • Organizer
      第18回産総研・産技連LS-BT合同発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 植物微生物研究の現状と未来ビジョン2019

    • Author(s)
      菅野 学
    • Organizer
      日本植物生理学会-日本微生物生態学会共催シンポジウム 「植物微生物研究で共創する未来」
    • Related Report
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  • [Presentation] 植物共生研究の現状と展望:微生物の生活様式の理解と活用2019

    • Author(s)
      菅野 学
    • Organizer
      第3回土壌医の会全国交流大会 基調講演
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 植物版プロバイオティクスの研究展開 ~共生微生物フロラの解析技術と単離培養・機能利用~2019

    • Author(s)
      菅野 学、玉木 秀幸
    • Organizer
      産総研北海道センターワークショップin帯広
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  • [Presentation] 植物微生物研究の現状と展望:微生物の生活様式の理解と活用2019

    • Author(s)
      菅野 学
    • Organizer
      平成30年度 全国土壌改良資材協議会 講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 趣旨説明&イントロ「植物微生物研究の潮流」2018

    • Author(s)
      菅野 学
    • Organizer
      日本微生物生態学会大会 シンポジウム「土-植物-微生物<微生物叢の網羅的把握時代の次にくるもの>」
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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