2016 Fiscal Year Research-status Report
根分泌物質への走化性に基づく有用土壌細菌と植物相互作用成立機構の解明
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15KT0029
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須賀 晴久 岐阜大学, 生命科学総合研究支援センター, 准教授 (20283319)
清水 将文 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (60378320)
一家 崇志 静岡大学, 農学部, 助教 (90580647)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 植物有用菌 / 根分泌物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
砂漠や極地等の極端な場所を除き，植物はその環境に「適応」して自然生態系を構成する。この適応には，「有用微生物」が大きな貢献を果たしている。例えば，根の内部に菌糸を伸ばす菌根菌は，リンなどの養分獲得に重要な役割を果たし，不良環境では菌根が死滅すると植物も生存できない場合すらある。実際には，長い時間をかけてこの関係は育まれる。この，「有用菌と植物の相互作用（共生を含む）」は，現代農業では十分に活用できていない。このような背景から，本研究では，「根分泌物質による有用菌のリクルーティング」について，共進化も含めて分子レベルで明らかにすることを目的としている。
本年の研究では，インドでの実用化に焦点を絞って，有用なマメ科植物であるキマメの根分泌物質（有機酸）放出機構の分子基盤の理解，有用菌の単離，茶樹とキマメにおける毛状根組換え体の作成方法の確立を中心に研究を進めた。キマメでは有機酸輸送タンパク質遺伝子の発現を制御する転写因子と、その制御下にあるクエン酸輸送タンパク質の直接制御を、遺伝子組換え毛状根を用いて明らかにした。また、効率的な毛状根の作成方法を開発して、チャ樹においても毛状根を作成することに成功した。同時に実施した、次世代シーケンサ解析により、チャノキで発現が変化する膜貫通型遺伝子を複数同定することができた。また、年度末にインドを訪問して、バイオテクノロジーと遺伝学に関する研究所や、インド工科大学を訪問して、インド国内での有用菌の使用に関する状況と手続きに関して情報を入手することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
貧栄養環境での有用菌の効果を調べるためには、インドなどの貧栄養施肥管理環境で実際に栽培される作物の根分泌物質の解析と、有用菌の効果の検証が必要である。これらの作物や、現地の菌株で実験を進めるためには、従来から用いられている方法を改変することや、菌の選抜方法を安定化させるなどの実験が必要となる。本年度の研究では、特に、毛状根の作成手法を、個々の作物で確立することに時間を要し研究が若干遅延した。
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| Strategy for Future Research Activity |
作物への適用や有用菌の社会実装に向けた研究を進める必要がある。そのため、有用菌の単離や海外で栽培される作物での実験（毛状根を活用する方法）を進める必要がある。この内、菌の単離に関してはインドの研究者や、DSTなどの関係者との情報交換から明らかになったが、実際には有用菌の単離に関するブレークスルーがあったため（研究参加者が確立した方法）、インド国内での菌の単離が可能と判断している。また、毛状根に関しては、マメ科の作物では、海外の研究者の実施例も本年度に報告されたことから、計画通りに遂行できると判断している。
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| Causes of Carryover |
次世代シーケンサ解析の外注経費に関して、サンプルの作成が遅れたためであるが、材料とする組換え体の作成が完了したため年度内執行が可能である。また、成果公表に関する出版経費に関して、掲載料が高いジャーナルへの投稿を予定していたが、2017年度にずれ込んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次世代シーケンサ解析の外注経費に関して、サンプルの作成が遅れたためであるが、材料とする組換え体の作成が完了したため、外注の準備を進めている。また、論文も審査に入っているので、採択されると50万円程度の出版料金が発生する。有用菌の、インド関係者との打ち合わせにも海外出張が必要用になる。これらにより、適正に執行できる。
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