2018 Fiscal Year Annual Research Report
Microbial ecological analysis of soil genesis in the Miyakejima volcanic environment
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16H02932
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
太田 寛行 茨城大学, 農学部, 理事 (80168947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上條 隆志 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10301079)
西澤 智康 茨城大学, 農学部, 准教授 (40722111)
成澤 才彦 茨城大学, 農学部, 教授 (90431650)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 土壌学 / 微生物生態学 / 生物地球化学 / 環境再生 / 火山噴火 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、三宅島2000年噴火堆積物をモデルとして、生態系形成の基盤である土壌生成と微生物の群集・機能との関係を解明し、火山噴火被災地の環境再生に関する基礎情報を提供することを目的とする。研究代表者らの解析結果に基づけば、土壌形成と炭素集積との間には正の相関があり、全炭素量 (TC)が0.05%以下の母材から1%TCの一般的な環境土壌になるには約160年かかると推定される。2018年度は、①土壌化のスピードが非常に速い「三宅島・森林地帯のIG9地点」の火山灰堆積層(C層、母材)と、②三宅島・雄山山頂付近のOY地点のパイオニア植物であるハチジョウススキ根部の微生物解析を行った。IG9地点は、堆積後14年でC層の表層部がA層（通常の表土層；TC=8%）に変化し、その後の2年間でTCが1.3%に減少した後、再び8%にまで上昇した（2017-2018年）。メタゲノム解析の結果では、A層で従属栄養性のα-プロテオバクテリア、C層では硝化性古細菌であるタウムアーキオータが主要であった。さらに、A層ではアミノ酸等の有機物の分解経路に関わるCDS (Coding Sequence)数がC層に比べて多く、A層での有機物分解で生じる無機態窒素がC層に移行して、タウムアーキオータに利用されていることが推察された。この結果は、土壌生成と窒素循環系の始動に硝化性古細菌が大きく関わっている可能性を初めて示したものと言える。土壌化は植物の侵入によっても加速される。OY地点のパイオニア植物の根圏と根部内生画分の微生物相解析では、前者ではβ-プロテオバクテリアに分類されるDuganella属の新種と同定される細菌が定常的に観察された。一方、根部内生画分では、γ-プロテオバクテリアのなかで、リン溶解性が知られているPseudomonas属細菌と植物でのストレス耐性に寄与すると報告されている糸状菌エンドファイトPhialocephala fortiniiが数多く分離され、今後の応用が期待された。なお、Duganella属細菌の機能は現在、解析中である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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