硫酸酸性水田のイネ根面に定着する窒素固定細菌相の遺伝的多様性とコメ収量との相関

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13575031
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 橋床 泰之 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40281795)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大崎 満 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (60168903) ; 田原 哲士 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (50001475) ; 長谷川 利拡 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (10228455)
• Keywords: 強酸性耐性イネ / 根面微生物と収量相関 / 微生物フローラの多様性 / 単生窒素固定細菌 / イネ根面pHの上昇 / Sphingomonas属細菌 / ローカルライスバラエティ / Siam Unus

Research Abstract

1)南カリマンタン、Gambut周辺の酸性硫酸塩水田(登熱時湿潤、pH2.9〜3.9)および潜在的酸性硫酸塩水田(登熱時半乾燥、pH4.5〜5.0)で作付けされているイネ・ローカルバラエティの根面に窒素固定細菌の検索を予備的に行い、2株のSphingomonas属細菌を分離同定した。さらに下記に示した選定圃場において水稲の株を掘り取り、その土壌、根圏、および根面に生息している無窒素培地で生育できる菌株を検索し、9地点で合計110株を分離した。そのうち、強酸性のまま無施肥でありながらコメ収量が高かった圃場(SU-7-1)では、根面細菌フロラが8〜14株もの多様な集団から成り立っており、他の、施肥が行われた水田や潜在的硫酸酸性塩水田のフロラ群集(1〜4株)に比べると明らかに高かった。その一部は16S rDNAの増幅とそのシーケンシングに供し、ライブラリー化を図っている。
2)選定した30余の圃場について、それぞれ土壌の物理化学的性質(各種金属元素含有量、微量元素含有量、pH、EC、アンモニア量等)とコメ収量との相関を綿密に調べた。植物体は、乾重量、炭素同化量、全窒素量、全リン量等を各圃場について分析し、同様に土壌物性との相関をみた。また、幾つかの代表的圃場(特に無施肥圃場)では、圃場での日照量、水稲の分げつ数、伸長量、地上部の光合成量を調べ、より動態的な生育パラメーターを得るための生育モニタリングを行った。
3)輸入許可を得た在来品種、および日本のイネ品種の種籾を用いて、分離菌株のイネへの硫酸酸性耐性付与効果試験を検討した。ジェランガムやアガロースよりも、吸水性ポリマービーズを用いる方法がより根面の環境を土壌中のそれに近づけることができるとの結果を得た。南カリマンタン、Gambutの強酸性圃場イネから分離した微生物フロラは、30ppmのアルミニウム含有無窒素培地(pH3.0)での在来イネ品種の生存率を高めた。