2019 Fiscal Year Annual Research 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 | 開放系土壌 / 細菌群集構造 / 群集機能 / 炭素源添加 / 制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Burkholderia属細菌をターゲットを接種し、土壌中の他の細菌の挙動を調査した。ネットワーク解析により、Burkholderia属細菌接種に伴って存在割合が増加する細菌や減少する細菌が見出された。しかし、土壌の種類によってその組み合わせは安定せず、接種したBurkholderia属細菌の生残率を上昇させる能力をもつ共接種細菌の特定（当初の研究目的）は果たせなかった。しかし、土壌に炭素源となる低分子有機物を添加して群集構造の変化を調査したところ、土壌の種類と炭素源の種類の組み合わせにより、細菌群集構造を再現性よく変化させられることを発見した。今分泌物成分であるグルコース、キシロース、クエン酸、ガラクツロン酸を、西東京市産の黒ボク土に添加したところ、前者二種はGammaproteobacteriaを、後者二種はBetaproteobacteriaの存在割合を選択的に増加させ、その効果は数週間続いた。同じ炭素源を松山市産の褐色森林土に添加すると、いずれの炭素源でもBetaproteobacteriaおよびBacteroidetesの存在割合が選択的に増加した。褐色森林土については炭素源としてペクチンの添加も行ったが、松山市産の褐色森林土ではFirmicutesが、松本市産の褐色森林土ではBetaproteobacteriaが選択的に増加した。
これらの群集構造の変化によって土壌の生物機能がどのように変化したのか推測するため、予測メタゲノム解析を行ったところ、窒素循環やリン循環に関しては、群集構造変化の影響をほとんど受けていないという予測が成り立った。しかし、ペクチンの添加効果を調査したところ、土壌のTruogリンが減少しバイオマスリンが有意に増加することが示され、ペクチン添加が土壌細菌の一部のものを選択的に増加させ、その結果としてリン循環が活発になっている可能性が示唆された。
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