共生微生物を利用した水生雑草成長制御技術の分子基盤

• Project/Area Number: 19J40259
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 吉田 明希子 東京農工大学, 大学院 農学研究院, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ウキクサ / 微生物 / 共生微生物

Outline of Research at the Start

作物生産を向上させるには育種による収量増加や農薬による病害虫駆除だけでなく、農地における雑草防除による栽培技術の向上も重要な課題である。雑草防除のため除草剤が使用されるが、作物以外の雑草のみを選択的に標的にすることは極めて困難であり、農薬によらない雑草防除手段の開発が重要である。本研究では、水田雑草の中でも取り扱いやすいウキクサを用いる。ウキクサに共生する微生物に着目し、ウキクサの栄養繁殖・生殖繁殖と相互作用する共生微生物叢を把握して相互作用の機能を解明し、有用微生物を用いたウキクサの成長制御技術のための分子基盤の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

水田の雑草である水生植物ウキクサは、繁殖力が旺盛で種子を介さない栄養繁殖で次々に新しい個体を増殖させることから扱いやすく、また水質浄化の指標植物として利用されている。本研究課題では、水田においてウキクサの栄養繁殖・生殖繁殖過程に影響を及ぼす細菌を探索し同定することを目的としておこなった。今年度は、昨年度に引き続き、無菌ウキクサに有機栽培水田と慣行栽培水田の土壌水に含まれる微生物をウキクサに共生させたとき、栄養繁殖時のウキクサに共生する微生物の変化について時間を追ってサンプリングしたものから16sRNA遺伝子を用いて、細菌叢のアンプリコン解析をおこなった。さらに、微生物を可視化することにより、ウキクサ根が形態を変化させる過程で、共生微生物が根にどのおように分布しているかについて経時的に観察を行った。
また、イネ根が共生微生物を誘因するために、根から有機酸を分泌していることが知られているが、ウキクサでは有機酸とは異なる分泌物質が出ていることを明らかにした。これが、共生微生物の誘因に関わっているかどうかについては今後明らかにしていきたい。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of Frond and Flower Development and Identification of FT and FD Genes From Duckweed Lemna aequinoctialis Nd (2021)
  • Author(s): Yoshida Akiko、Taoka Ken-ichiro、Hosaka Aoi、Tanaka Keisuke、Kobayashi Hisato、Muranaka Tomoaki、Toyooka Kiminori、Oyama Tokitaka、Tsuji Hiroyuki
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: 12 Pages: 697206-697206
  • DOI: 10.3389/fpls.2021.697206
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 水田における栄養繁殖性水生雑草の有効活用を目指した分子基盤の整備 (2022)
  • Author(s): 吉田明希子
  • Organizer: 日本植物学会第86回大会
  • Invited