2017 Fiscal Year Annual Research Report

Molecluar ecological analysis of nitrogen fixation mechanism in the symbiotic microbial community of sweet potato

Research Project

Project/Area Number	15H04620
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	池田成志国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター大規模畑作研究領域, 上級研究員 (20396609)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小林有紀国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター畑作研究領域, 上級研究員 (00729519) 小林晃国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター畑作研究領域, 上級研究員 (90626954) 関山恭代国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門食品分析研究領域, 上級研究員 (60342804) 菊地淳国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (00321753) 鶴丸博人鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 助教 (60545226)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	窒素固定 / サツマイモ / 共生細菌 / 多様性 / 16S rRNA遺伝子 / メタノール培地 / Rhizobiales / Rhodopseudomonas
Outline of Annual Research Achievements	昨年度までに得られた約2000株の分離菌の16S rRNA遺伝子の前半約600塩基部分の配列についてクラスタリング解析を行った結果、322個のOTUを得た。これらのOTUの代表配列のBlast検索の結果から、52個のOTUの最近縁種については過去の文献で窒素固定活性の報告がなされているものであった。さらに、これら52個のOTUの中から、分離実験時において3個体の植物組織に由来する反復株間で一定の株数が安定して分離されるOTUを組織特異性の目安として選抜した。また、16S rRNA遺伝子の系統解析の結果から、既知種に対して97%未満の低い類似度を示した株も未知の窒素固定細菌の可能性があると考え選抜した。これら２つの条件から約20個のOTUを選抜し、それらのOTUを代表する20株について窒素固定活性を測定した結果、1菌株について人工培地上で窒素固定活性を検出することに成功した。また、R2A培地で分離した共生細菌のうち、16S rRNA遺伝子の配列情報から有望菌として選抜された35菌株について、サツマイモの生育促進効果をポット栽培試験により検討し、効果が期待できる6菌株を選抜した。（現在、この6菌株を供試して二次スクリーニングを実施中。）本年度に新たに、メタノール培地を用いてサツマイモの茎や塊茎から分離培養した菌株の多様性解析の結果、R2A培地では得られなかった非常に新規性の高い菌群をメタノール培地の利用により多数得ることができることが明らかとなった。我々のデータではR2A培地とメタノール培地の組み合わせにより、より多様な植物共生細菌群の効率的な分離が可能であることが示唆された。特に、サツマイモの塊茎からはRhizobiales目に属する非常に新規の高い科レベルの未知の菌が分離された。
Research Progress Status	29年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	29年度が最終年度であるため、記入しない。