| Project/Area Number |
20H05679
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section F
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
妹尾 啓史 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 曜子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80813237)
伊藤 英臣 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 (70748425)
早川 智恵 宇都宮大学, 農学部, 助教 (10725526)
藤原 徹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80242163)
大森 良弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20398390)
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
小暮 敏博 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50282728)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥198,120,000 (Direct Cost: ¥152,400,000、Indirect Cost: ¥45,720,000)
Fiscal Year 2024: ¥32,110,000 (Direct Cost: ¥24,700,000、Indirect Cost: ¥7,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥31,590,000 (Direct Cost: ¥24,300,000、Indirect Cost: ¥7,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥38,870,000 (Direct Cost: ¥29,900,000、Indirect Cost: ¥8,970,000)
Fiscal Year 2021: ¥38,350,000 (Direct Cost: ¥29,500,000、Indirect Cost: ¥8,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥57,200,000 (Direct Cost: ¥44,000,000、Indirect Cost: ¥13,200,000)
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| Keywords | 鉄還元菌窒素固定 / 水田土壌微生物 / 窒素供給力 / 窒素肥沃度 / 低窒素農業 / 水田土壌 / 生物的窒素固定 / 鉄資材 |
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| Outline of Research at the Start |
「稲は地力でとる」と言われるように、水田土壌には窒素供給力（窒素肥沃度）を自律的に維持する能力が備わっているが、そのメカニズムは不明であった。我々は近年、「鉄還元菌による窒素固定」が窒素供給力の根幹をなす可能性を見出した。これを発展させ、本研究では低窒素施肥で十分な水稲収量を得る低窒素農業技術の基盤を構築する。水田土壌の鉄還元菌の生態、窒素固定量、窒素固定を制御する要因の解析を行う。さらに、鉄施用を軸として鉄還元菌窒素固定を高める土壌管理法を提案し、圃場試験によって技術の確立を目指す。鉄還元菌窒素固定の全貌を解明し、大量窒素施肥による環境汚染を低減化する水稲生産技術へ応用する独創的研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
[I.水田土壌における 鉄還元菌窒素固定の学術基盤解明 ]
1.鉄還元窒素固定菌の微生物生態学的基盤：鉄還元窒素固定菌の分離株の性状解析を行い、窒素固定を行う際に利用できる炭素源を明らかにした。また、世界各地の様々な土壌のメタゲノムデータ解析を行い、鉄還元菌由来の窒素固定遺伝子は普遍的に存在していることを示した論文を投稿した。
2.鉄還元菌窒素固定の土壌窒素供給力への寄与：農業用鉄粉を散布した水田土壌を用いて行った15N2-stable isotope probing法により鉄還元菌が水田土壌における窒素固定のキープレーヤーでありその活性が鉄粉の散布により増強されること、また、実際に土壌に固定される窒素量も増加することを示した論文を公表した。
3. 鉄還元菌窒素固定を制御する環境要因：水田土壌の窒素固定の制御要因の一つである稲わらは微生物によってどのように利用されるのかを13C-稲わらを用いたSIP法により特定した。また、稲わら由来の炭素化合物である糖類や有機酸の同定および定量を行った。
[II.鉄還元菌窒素固定の低窒素農業への応用 ]
水田土壌ミクロコズム試験から、ケイ素含有フェリハイドライトよりもフェリハイドライトやレピドクロサイトにより高い窒素固定増強効果があることを示した。また、バングラデシュの水田圃場において鉄資材の水稲生育向上効果を評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実施予定の研究計画の各項目について研究生進めている。土壌中の稲わらの分解産物である有機酸の解析手法および解析条件の再検討が必要と分かり時間を要したことを除いては、順調に研究が進展して成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の各項目と実施内容に変更はなく、計画通りに推進していく。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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