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Gene expression analysis of arbuscular mycorrhiza at the stage of symbiotic collapse

Research Project

Project/Area Number 21K05329
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
Research InstitutionRakuno Gakuen University

Principal Investigator

Kobae Yoshihiro  酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (60456598)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords菌根共生 / ライフサイクル
Outline of Research at the Start

これまで菌根特異的に発現する遺伝子が同定されてきたが、それらの多くはどのようなメカニズムで「菌根の発達」に関わっているかという視点で研究がなされてきた。しかし菌根共生(細胞内共生)には短い寿命があることから、「発達する」だけではなく定期的に「崩壊する」ことも重要である可能性がある。発達ステージは菌根のライフサイクルの中では一部に過ぎず、崩壊の意義は不明のままである。現在、共生の崩壊ステージに関わる遺伝子や細胞動態についての理解がほとんど進んでいない。本研究は、菌根の崩壊ステージで特異的にはたらく分子細胞メカニズムの理論構築を行う。

Outline of Final Research Achievements

Plants symbiose with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in their roots to efficiently absorb soil nutrients, and this symbiosis repeatedly "develops" and "collapses. This study has focused on the molecular mechanism of the "development" and "collapse" cycles over a short period of a few days, but we also considered "development" and "collapse" over a longer time span. In other words, in addition to the growth stages of young seedlings, we also included the flowering stage, the seedling ripening stage, winter grasses other than crops (winter grasses: weeds), and dead roots in our analysis. Surprisingly, we found a mycorrhizal fungus with an colonization cycle opposite to that of normal AMF.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの一般的な菌根菌がコインの表だとすれば、本研究で見出した菌根菌は裏面である。時間あるいは日単位で考えていた菌根の共生サイクルが、もっと長い時間軸で調べられなければ、実際の農業の生産現場には、実践的に応用できない可能性がある。とくに、化学肥料や農薬の使用を前提とする慣行的な農業を見直し、これからの持続的で低投入型の農業を実践するためには、本研究で明らかとなった、有機的で、低投入の圃場における生態システムの理解が今後一層必要になる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Heated scallop-shell powder and lime nitrogen effectively decrease the abundance of antimicrobial-resistant bacteria in aerobic compost2024

    • Author(s)
      Enami Masatoshi、Fukuda Akira、Yamada Michi、Kobae Yoshihiro、Nakajima Chie、Suzuki Yasuhiko、Usui Masaru
    • Journal Title

      Environmental Technology & Innovation

      Volume: 34 Pages: 103590-103590

    • DOI

      10.1016/j.eti.2024.103590

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 江別市ココルクえべつ交流農園の土壌改良2024

    • Author(s)
      小八重善裕, 中住周子, 明石勝則
    • Journal Title

      酪農学園大学紀要

      Volume: 48 Pages: 119-125

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    • Author(s)
      茂木京菜 宮城慧 亀岡笑 小八重善裕 中谷暢丈 金子命 森泉美穂子 春日純子 松本真悟 阿江教治 保原達
    • Journal Title

      酪農学園大学紀要

      Volume: 47 Pages: 99-107

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  • [Journal Article] The effects of microbial fertilizers application on growth, yield and some biochemical changes in the leaves and seeds of guar (Cyamopsis tetragonoloba L.)2023

    • Author(s)
      Sheteiwy Mohamed S.、El-Sawah Ahmed M.、Kobae Yoshihiro、Basit Farwa、Holford Paul、Yang Haishui、El-Keblawy Ali、Abdel-Fattah Ghada G.、Wang Shucai、Araus Jos? Luis、Korany Shereen Magdy、Alsherif Emad A.、AbdElgawad Hamada
    • Journal Title

      Food Research International

      Volume: 172 Pages: 113122-113122

    • DOI

      10.1016/j.foodres.2023.113122

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      小八重善裕
    • Journal Title

      作物生産と土づくり

      Volume: 54 Pages: 2-5

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  • [Journal Article] Localized expression of the Dwarf14-like2a gene in rice roots on infection of arbuscular mycorrhizal fungus and hydrolysis of rac-GR24 by the encoded protein2021

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      Sisaphaithong Thongkhoun、Yanase Megumi、Mano Tsubasa、Tanabe Shigeru、Minami Eiichi、Tanaka Aiko、Hata Shingo、Kobae Yoshihiro
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 16 Issue: 12 Pages: 2009998-2009998

    • DOI

      10.1080/15592324.2021.2009998

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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      嶋田隼人, 千徳 毅, 中川泰一, 小八重善裕
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      小八重善裕、古川穂、武隈瞬也、森川領太
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      小八重善裕
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      小松田結生, 小八重善裕
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    • Author(s)
      齋藤雅典
    • Total Pages
      352
    • Publisher
      築地書館
    • ISBN
      4806716553
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  • [Book] 新植物栄養・肥料学 改訂版2023

    • Author(s)
      米山 忠克, 長谷川 功, 関本 均 (担当:分担執筆)
    • Total Pages
      232
    • Publisher
      朝倉書店
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  • [Book] 新植物栄養・肥料学 改訂版2023

    • Author(s)
      米山 忠克、長谷川 功、関本 均
    • Total Pages
      232
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254431315
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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