Analysis of disinfestaion mechanism by anaerobic soil disinfestaion method

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07819
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 堀田 光生 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター 物質循環研究領域, ユニット長 (10355729)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2018-03-31
• Keywords: 土壌還元消毒 / 嫌気性細菌

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、エタノール等の有機物を用いた土壌還元消毒メカニズムを解明するため、還元消毒効果に関与し、土壌病原菌の死滅を引き起こす物質を特定するとともに、還元消毒過程に関与する土壌微生物種を分離・培養し、その特性等を調査することを目的としている。2015～2016年度は、PCR-DGGE法、定量PCR法等を用いて、還元消毒過程に関与する微生物種と抗菌物質の特定を進めた結果、偏性嫌気性細菌のClostridium属菌が消毒過程で特異的に増殖するとともに、各種有機物が代謝されて抗菌性物質の酢酸や二価鉄が土壌中に顕著に蓄積し、病原菌が死滅することを確認した。2017年度は、次世代シーケンサーを用いて、リボソームRNA遺伝子の可変領域を標的にしたアンプリコン解析により、土壌細菌相の動態を詳細に調査した結果、Clostridium属菌に加え、偏性嫌気性細菌 Desulfosporosinus属、Desulfomaculum属、Symbiobacterium属、Ammoniphilus属、および好気性細菌でOxalobacteraceae科、Pseudomonas属にそれぞれ属する細菌種が、Clostridium属菌と同定度以上の割合で土壌中で顕著に増加してくることが確認された。一方、Bacillus属菌等の一部の細菌種の割合は低下していた。これら細菌種の還元消毒への関与を調査するため、選択培地等を用いて、還元消毒過程の土壌から、これら細菌種の分離・計測を試みた。嫌気性のDesulfosporosinus属、Desulfomaculum属等の細菌については、還元状態での鉄還元物質の生産能を指標とした選択培地上での分離・計測が可能であり、また、還元消毒過程での顕著な菌数の増加を同培地上で確認することができたことから、還元土壌中での二価鉄の蓄積とこれら細菌種との関連が推測された。