2017 Fiscal Year Annual Research Report
Identification and characterization of microbial drivers involved in nitrous oxide gas emission from upland field
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15KT0024
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
妹尾 啓史 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 一夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | 畑土壌 / N2Oガス発生 / 脱窒細菌 / N2O発生削減 / 植物生育促進効果 / ゲノム解読 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに水田土壌から多数の脱窒菌を分離し、N2O還元能力の高い菌株を選抜してきた。さらに、植物生育促進能力を示す菌株を選抜した（N2O除去・植物生育促進脱窒菌）。選抜した菌株について、有機質肥料に添加することにより、土壌に施肥した際のN2O発生を削減できることを圃場試験で確認し、また、牧草（チモシー、赤クローバー）の生育と土壌からのN2O発生を削減できることをポット試験で確認してきた。
N2O除去・植物生育促進脱窒菌のうちの2菌株（Azospirillum sp. TSA2SおよびAzospirillum sp. TSH100）についてゲノム解読を行い、植物生育促進に関連する機能の遺伝的基盤を明らかにした。両菌株ともに硝酸のアンモニアへの異化的還元（DNRA）、窒素固定、ならびにリン溶解に関わる機能遺伝子群を有していた。両菌株ともにPhosphonate cluster（phn）遺伝子、2,4-Dacetylphloroglucinol synthesis、Hydrogen cyanide synthesis、Acetoin/2,3-butanediol synthesisに関わる機能遺伝子群は保有していなかった。また、TSA2S株はAuxin synthesisならびにACC diaminationに関わる機能遺伝子を保有していたが、TSH100株はそれらを保有していなかった。
これらのことから、TSA2S株は窒素固定、リン溶解、植物ホルモン生成、ACC消去などの総合的な作用により、TSH100株は窒素固定、リン溶解などの総合的な作用により植物生育促進効果を示すものと考えられた。
一方、これらの菌株を用いてN2O削減・植物生育促進効果を有する微生物資材を開発することを念頭に、土壌中における両菌株の菌数を定量するためのプライマーを、ゲノム情報を利用して設計した。
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