ヤムイモにおける窒素固定細菌の 共生機序の解明と栽培への利用
| Project/Area Number |
19J10731
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 39020:Crop production science-related
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
高田 花奈子 東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ヤムイモ / 窒素固定 / 安定同位体 / アセチレン還元法 / メタ16解析 / メタ16S解析 |
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| Outline of Research at the Start |
ヤムイモはヤマノイモ属植物の総称であり、日本でも鹿児島以南で栽培されている東南アジア原産のダイジョや、世界の生産量の9割以上を占める西アフリカで最も多く生産されている種であるホワイトヤムなどがある。
無施肥でも塊茎収量を得られるダイジョ品種の植物体窒素のうち4割が大気中窒素由来であると推察され、茎と根から窒素固定活性を持つ細菌を分離した。異なるヤムイモの種でも微生物の窒素固定の関与により生育や塊茎収量を維持する系統の存在が考えられた。ナイジェリア産ホワイトヤムの窒素吸収特性と窒素固定能の検討、分子生物学的手法を用いたヤムイモ共生細菌叢の解明、窒素固定細菌による生育への関与に焦点を当て実験を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヤムイモはヤマノイモ属植物の総称であり、東南アジア原産のダイジョや、世界の生産量の9割以上を占める西アフリカで最も多く生産されている種であるホワイトヤムなどがある。多くの先行研究がヤムイモの高い環境適応能力を指摘しているが、肥料投入が前提の近代農業において低肥沃土壌で生育可能なヤムイモの窒素吸収源について検討がされてこなかった。
申請者らのこれまでの研究により、無施肥でも塊茎収量を得られるダイジョ品種の植物体窒素のうち4割が大気中窒素由来であると推察され、茎と根から窒素固定活性を持つ細菌を分離したことから、ダイジョは低肥沃土壌条件下でも窒素固定細菌との共生により収量を維持していると示唆された。このことから、異なるヤムイモの種でも微生物の窒素固定の関与により生育や塊茎収量を維持するヤムイモ系統の存在が考えられた。本研究ではヤムイモの窒素吸収機構と窒素固定細菌による生育への関与について解明することを目的とし、その成果から、微生物との共生という新たな観点に基づいたヤムイモの窒素吸収特性に関する知見を得ることで、自然界にいる共生微生物の力を利用したヤムイモ栽培技術の開発に資する知見の獲得を目指した。具体的に以下について試験を実施した。
1) ナイジェリア産ヤムイモ系統における窒素固定活性を示す細菌の分離、2) δ15Nを利用したナイジェリア産ホワイトヤム系統における吸収窒素の由来を検討、3) 15N標識肥料を用いたホワイトヤムの窒素吸収特性の検討、および4) 次世代シーケンサーを用いたホワイトヤムに共生する細菌群集構造の解明
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Presentation] Metagenomic Analysis of Nitrogen-Fixing Bacteria in Six Accessions of White Guinea Yam (Dioscorea rotundata Poir.)2020
Author(s)
Ayodeji Peter IDOWU, Kosuke YAMAMOTO, Yuh SHIWA, Minenosuke MATSUTANI, Kanako TAKADA, Michel OUYABE, Babil PACHAKKIL, Hidehiko KIKUNO, Asrat ASFAW, Ryo MATSUMOTO, Hironobu SHIWACHI
Organizer
日本熱帯農業学会第128回講演会
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