2015 Fiscal Year Research-status Report
ヤムイモ（Dioscorea spp.）の窒素固定細菌との共生に関する研究
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15K14680
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
志和地 弘信 東京農業大学, 国際食料情報学部, 教授 (40385505)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 作物学 / 育種学 / ヤムイモ / 施肥技術 / 窒素固定菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヤムイモとはヤマノイモ科の植物の食用種を指す。先進国ではなじみがないヤムイモであるが世界では約6000万トン生産され、主食として重要な地域もある。しかし、その生産は伝統的な農法で行われており生産性が低い。そこで、生産性を上げるために化学肥料を施す試みは多くの研究者が行っているが、イモの収量に及ぼす化学肥料の効果は不明なままである。申請者らはヤムイモの新品種の育成過程で（科研基盤B平成25-27年度）窒素肥料がなくても生育する品種を見いだした。この品種の植物体の窒素同位体δ15Nを測定したところ、空気中の窒素を固定している可能性を発見した。マメ科に似た特性をヤムイモが持つことを発見したのは世界で初めてであり、本研究では共生菌の探索と窒素固定能力を明らかにすることを目的にした。
本年の実験の結果、ヤムイモから窒素固定細菌を分離することに初めて成功した。分離菌はRhizobium属，Kosakonia属，Bacillus属，Azospirillum属, Devosia sp., Klebsiella sp., Xanthomonas sp.であった。今後はこれらの細菌の窒素寄与率や主要な働きをしている窒素固定細菌の探索を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年の実験ではヤムイモのダイジョの窒素固定の能力について、偶然性を排除して再確認するために，窒素固定を行わない対照作物（カボチャ）とのδ15Nの推移および生育を比較した。その結果ダイジョの窒素寄与率は38％であった。窒素固定細菌の分離はダイジョとヤムイモの一種のトゲイモで試みた。その結果、ダイジョからはRhizobium属，Kosakonia属，Bacillus属，Azospirillum属が、トゲイモからはRhizobium属, Devosia sp., Klebsiella sp., Xanthomonas sp.が分離された。これらの結果の一部は、東南アジア国際農学会および日本熱帯農業学会で発表した。いずれも、ヤムイモに窒素固定細菌が共生するという世界で初めての知見となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
培養法によりダイジョおよびトゲイモから多くの窒素固定細菌が分離された。しかし、窒素固定を行っている主要な細菌が不明である。ダイジョの主要な共生窒素固定細菌の探索と特定を行う．また、ダイジョの植物体中に細菌が内生していることが確認されたが，これまでの実験からは窒素固定細菌がどのようにして共生関係に至るのかは不明である．そこで，ダイジョに内生する窒素固定細菌の起源の推定を行う．
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| Causes of Carryover |
本年度は研究が順調に進み、研究対象の作物を栽培している沖縄県への３月の出張が不要になって次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は研究計画を前倒しにして、研究経費を使用する。
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