Development of effective plant-symbiotic microbes system by metagenome and cultivation of non-culturable microbes

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H06196
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 谷口 武士 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 准教授 (10524275)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: メタゲノム解析 / 乾燥地 / 乾燥ストレス / 根圏微生物 / 菌根菌 / 内生菌 / 内生細菌

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、2019年6月、アメリカのDeep Canyonにおいて調査を行った。これまで継続しているEncelia farinosaの季節性にかかる調査を行うとともに、根に共生する微生物の感染源として、周辺土壌、葉、種子のサンプリングを行った。また、ポット実験のための土壌サンプリングを行った。本土壌を用いてより多様な根圏微生物を得る方法を確立するため、オートクレーブ滅菌した土壌と本土壌を混合した微生物希釈土壌と希釈なしの土壌を用いた微生物の分離培養試験を行った。また、湿潤および乾燥に特徴的な微生物を得るため、含水率5％と12％の処理区を設け、3か月間植物を育成した。サンプリングにあたっては、植物の地上部、地下部バイオマスを測定するとともに、根の一部をＤＮＡサンプルとして保管した。残りの一部は内生菌、および内生細菌の分離培養に供試した。結果として、土壌希釈処理区と希釈なし処理区における植物の成長を比較すると、土壌希釈処理区において、植物の成長のばらつきが大きい傾向が認められた。内生細菌は湿潤と乾燥のいずれの処理区においても根に分布していることが確認されたが、内生菌については、湿潤処理区では根からほとんど菌類が分離できない植物個体もあり、乾燥条件下で菌類の根への感染が高いことが推察された。内生菌は2000、そして内生細菌については4000を超える菌株が得られたが、これまでに分離が難しいとされている菌株を含む分離培養条件の設定を目指し、これに時間を要したことから、本研究期間内に種レベルでの分別を完全に終えることができなかった。今後、メタゲノム解析の結果と合わせることで、分離培養できる微生物とできない微生物、多様な微生物分離に好ましい植物の育成条件を明らかにするとともに、実際の微生物機能や微生物の複合効果について研究を継続していく。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学リバーサイド校(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: カリフォルニア大学リバーサイド校
• [Journal Article] Communities of arbuscular mycorrhizal fungi in forest ecosystems in Japan’s temperate region may be primarily constituted by limited fungal taxa. (2020)
  • Author(s): Miyake H., Ishitsuka S., Taniguchi T., Yamato M.
  • Journal Title: Mycorrhiza Volume: ― Pages: ―
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00572-020-00945-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Soil prokaryotic community structure is determined by a plant-induced soil salinity gradient rather than other environmental parameters associated with plant presence in a saline grassland. (2020)
  • Author(s): Tatsumi C., Imada S., Taniguchi T., Du S., Yamanaka N. Tateno R.
  • Journal Title: Journal of Arid Environments Volume: 176 Pages: ―
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2020.104100
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Soil nitrogen cycling is determined by the competition between mycorrhiza and ammonia‐oxidizing prokaryotes (2020)
  • Author(s): Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Yamanaka Norikazu、Tateno Ryunosuke
  • Journal Title: Ecology Volume: 101 Pages: ―
  • DOI: https://doi.org/10.1002/ecy.2963
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of livestock grazing intensity on soil arbuscular mycorrhizal fungi and glomalin-related soil protein in a mountain forest steppe and a desert steppe of Mongolia. (2020)
  • Author(s): Goomaral, A., Yamato, M., Kusakabe, R., Undarmaa, J., Yamanaka, N., Taniguchi, T.
  • Journal Title: Landscape and Ecological Engineering Volume: ― Pages: ―
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11355-019-00399-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of Land Use and Topographic Position on Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Stocks in Different Agro-Ecosystems of the Upper Blue Nile Basin (2020)
  • Author(s): Abebe Getu、Tsunekawa Atsushi、Haregeweyn Nigussie、Takeshi Taniguchi、Wondie Menale、Adgo Enyew、Masunaga Tsugiyuki、Tsubo Mitsuru、Ebabu Kindiye、Berihun Mulatu Liyew、Tassew Asaminew
  • Journal Title: Sustainability Volume: 12 Pages: 2425～2425
  • DOI: https://doi.org/10.3390/su12062425
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Does conversion from natural forest to plantation affect fungal and bacterial biodiversity, community structure, and co-occurrence networks in the organic horizon and mineral soil? (2019)
  • Author(s): Nakayama Masataka、Imamura Shihomi、Taniguchi Takeshi、Tateno Ryunosuke
  • Journal Title: Forest Ecology and Management Volume: 446 Pages: 238～250
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.05.042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dominance of limited arbuscular mycorrhizal fungal generalists of Sorghum bicolor in a semi-arid region in Sudan (2019)
  • Author(s): Badi Omer Badi Mohammed、Abdelhalim Tilal Sayed、Eltayeb Mohamed Mutasim、Gorafi Yasir Serag Alnor、Tsujimoto Hisashi、Taniguchi Takeshi
  • Journal Title: Soil Science and Plant Nutrition Volume: 65 Pages: 570～578
  • DOI: https://doi.org/10.1080/00380768.2019.1680573
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 北海道東部の森林における土壌微生物群集と窒素無機化ポテンシャルの関係 (2020)
  • Author(s): 中山理智, 今村志帆美, 龍見史恵, 谷口武士, 舘野隆之輔
  • Organizer: 第131回日本森林学会大会
• [Presentation] Microbial function of a desert plant, Encelia farinosa rhizosphere under drought (2020)
  • Author(s): Eltayeb, M.M., Eltigani, S., Isobe, K., Aronson, E., Taniguchi, T.
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Presentation] 家畜による被食が土と根のアーバスキュラー菌根群集に与える影響 (2020)
  • Author(s): 谷口武士, 大和政秀, 日下部亮太, 赤路康朗, Goomaral Altansukh, Undarmaa Jamsran, 山中典和
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Presentation] ヒルギ科二種の根内および根近傍土壌に存在するアーバスキュラー菌根菌群集構造 (2020)
  • Author(s): 赤路康朗, 井上智美, 谷口武士, 馬場繁幸
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Remarks] google scholar
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=UMKPkHUAAAAJ&hl=ja
• [Remarks] 研究代表者の紹介
  • URL: http://www.alrc.tottori-u.ac.jp/staff303/biseibutu/lu_li.html