2019 Fiscal Year Annual Research Report
田畑輪換圃場の微生物群集動態を長期継続調査し水田土壌微生物群集の安定性を解明する
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18H02114
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
浅川 晋 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50335014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村瀬 潤 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30285241)
渡邉 健史 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (60547016)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 土壌微生物 / 田畑輪換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水田土壌中の微生物が極めて安定で頑健な群集を形成しているメカニズムの解明を目指し、田畑輪換圃場に注目し、田畑輪換による畑転換・水田復元に伴う各種土壌微生物群集の動態を長期間にわたり調査・解析する。田畑輪換の管理で生じる畑転換と水田復元が群集の存在量と構成に及ぼす影響や、群集の動態とその変化に影響を及ぼす要因を明らかにすることを目的とする。
農研機構東北農業研究センター大仙研究拠点（秋田県大仙市）内の長期田畑輪換試験圃場の輪換区と対照の連年水田区より、水稲あるいはダイズの移植・播種前（4月）、生育中（8月）、収穫後（10月）の計３回にわたり作土層土壌を採取し、DNAおよびRNAの抽出用試料として調製・保存した。輪換区については2018年はダイズ作後水稲作に戻され3年目の水田であり、2019年は再度ダイズ畑へと転換された初年目である。RNAを対象にした解析により、偏性嫌気性であるメタン生成古細菌の活性は畑転換１年目の秋のダイズ収穫時より急激に減少することが示されている。そこで、2018年の10月から2019年の10月にかけて採取した試料について、培養法により培地で生育可能な活性を有するメタン生成古細菌および通性嫌気性を主体とする鉄還元菌の菌数の動態を調査した。メタン生成古細菌の菌数は連年水田区では湛水期間の8月に菌数が増加する傾向があった。輪換区では酢酸利用性の菌群の菌数は畑転換1年目の2019年10月には2018年10月よりも約1桁低下し、水素利用性の菌群の菌数はダイズ生育中の畑条件下であるものの2019年8月にやや増加する傾向を示したが、10月にはわずかに減少した。鉄還元菌の菌数は連年水田区では2019年8月に増加したが、輪換区では8月には増加せず、10月にはともに4月よりも約1桁減少した。以上より、嫌気性菌の中でも畑転換に対する菌群動態の応答が異なることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
対象とする田畑輪換試験圃場より継続的に土壌試料の採取を続けるとともに、水田から畑に転換され、特に嫌気性の微生物群集の動態が大きな影響を受けると考えられる、2018年から2019年にかけての試料について菌群動態の特徴を明らかにすることができ、おおむね順調に研究が進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
輪換区については2020年は畑転換2年目のダイズ畑となる予定であり、畑転換後の微生物群集の経時変化を解析するための試料採取と解析を進めていく予定であるが、新型コロナウイルスの感染拡大のためダイズあるいは水稲の播種・移植前（4月）の土壌試料の採取ができなかった。移動制限が解除され次第試料採取を行い、その後も対象とする田畑輪換試験圃場より土壌試料の採取を継続する予定である。
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