2018 Fiscal Year Research-status Report
Exploring a way to increase the survival ratio of inoculated microorganisms in open soil system in corporation with mathmatical modelings
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17K19220
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大塚 重人 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10313074)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 尚 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90431791)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 土壌細菌 / 優占 / 生残 / 制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の報告で述べた通り、計画を変更し、共接種以外の方法による特定の細菌の生残性や優占度の向上の可能性を探るため、環境要因を変えて土壌を培養し、細菌群集構造がどのように変化するか解析した。その結果、根分泌物に含まれる有機物を土壌に添加することにより、ごく一部の分類群の細菌だけを優占させ、土壌細菌の群集構造を変化させられることに成功した。しかし、同一の有機物を添加しても、土壌試料によってどの分類群の細菌が優占するかが異なることが明らかになった。
たとえば、愛媛県北条市の褐色森林土（畑土壌）にペクチンを添加した場合にはBacillus属を含むBacillales門細菌が、長野県松本市の褐色森林土（森林土壌）に同じくペクチンを添加した場合にはBurkholderia属細菌が、それぞれ優占し、数週間にわたって優占を維持した。しかし、土壌にBacillus属やBurkholderia属の培養菌体を多量に接種しても、比較的短期間に消滅してしまうことも示された。この結果から、根分泌物の添加により、土壌中の特定の細菌の存在割合を一定期間以上にわたり増やすことが可能であると考えられた。
また、有機物の添加の方法によっても、特定の細菌の優占度合いが異なることが示された。同一の化合物であっても、ある量を一度に添加するか、同じ量を数回に分けて添加するかにより、特定の最近を優占させる効果が異なることが明らかになった。
以上より、土壌の種類と添加する有機物の量を変えることにより、土壌に特定の細菌を優占させ一定期間以上にわたり生残させることが可能であると考えられた。現在、黒ぼく土を用い、複数種の根分泌物化合物について、同様の実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
土壌培養を行い、その土壌からDNAを抽出して細菌の群集構造の変遷を解析する段階で、予算内で研究を遂行するため、高額なDNA抽出キットの使用を中止し、自ら調製した試薬等を用いる抽出法に変更した。しかし、その手法で、供試土壌として用いた土壌からDNAを抽出するのが困難であり、抽出法の修正や条件検討に時間がかかった。しかし、すでに問題は解決しているため、今後の研究の進行には問題がない。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の理由で研究が遅れたが、問題は解決したので、今後は計画通りに進める。すでに得られたデータに、黒ぼく土を用い、複数種の根分泌物化合物について行う実験で得られるであろうデータを加え、土壌の種類、添加する有機物の種類、その量により、どのような細菌の優占・生残率が高まり、どれほど持続するのかを明らかにする。
また、予測メタゲノムの手法を用い、特定の細菌の優占・生残率向上により、土壌の機能をどのように制御できる可能性があるのかも示したい。
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| Causes of Carryover |
土壌培養を行い、その土壌からDNAを抽出して細菌の群集構造の変遷を解析する段階で、予算内で研究を遂行するため、高額なDNA抽出キットの使用を中止し、自ら調製した試薬等を用いる抽出法に変更したところ、供試土壌からDNAを抽出するのが非常に困難であり、抽出法の修正や条件検討に時間がかかった。そのため、研究期間の延長を申請した。よって、次年度使用額が生じた。
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