2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Information Base on Microbiota of Japanese Forests
| Project/Area Number |
18H02233
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
磯部 一夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大手 信人 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10233199)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 土壌微生物 / 森林 / 生物地理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
日本全国40カ所の森林土壌から取得した微生物（バクテリア、アーキア、真菌類）群集の遺伝子（16S rRNA遺伝子、ITS領域遺伝子）塩基配列情報の大規模な比較解析を行った。
最初に、16S rRNA遺伝子、ITS領域遺伝子に基づく微生物群集の種組成の地理分布を決定した。続いて、種組成の地理分布がどのような因子によって決定されているのかについて、各森林の気候・植生・土壌環境・地理情報といった環境情報を用いて、generalized dissimilarity modellingにより検証した。その結果、各森林における土壌の酸性度、土壌の炭素窒素含有量、平均地温が微生物群集の種組成を大きく決定する要因であることを見出した。また菌根菌群集に対しては、植生や地理情報もまた大きな因子であった。これは外生菌根菌と内生菌根菌の割合が優占樹種によって異なること、真菌類はバクテリアやアーキアと比較して生物分散が抑制的になるためと考えられた。以上の解析により、バクテリアと真菌類の群集組成の地理分布についてに、それぞれの群集が多様であるにも関わらず、環境情報からその群集組成の5-6割程度を予測できることが示された。
続いて、微生物群集の種組成の地理分布をさらに詳細に明らかにすることを目的として、微生物群集の進化系統組成の地理分布の検証を開始した。私たちはこれまでに土壌のバクテリアの環境応答（土壌の酸性度の変化、窒素流入量の変化、地温の変化、水分量の変化に対する応答）は進化系統的に保存されている（進化系統的に近しい種は遠い種と比較してより類似の応答を示す）ことを明らかにした。このことから、気候・植生・土壌環境が地理的に変化した際に、微生物群集の中でどのような微生物が優占するのかは微生物の進化系統にある程度依存する可能性が考えられる。現在、解析を進めている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
16S rRNA遺伝子とITS領域遺伝子の塩基配列情報にもとづく微生物群集の大規模な比較解析についてはほぼ計画通りに進行している。合わせて進化系統にもとづく生物地理分布の解析にも着手することができた。以上から、おおむね順調に進展していると判断できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
微生物の生物地理分布と土壌環境との間に有意な関係性が見出されたことから、さらに進化系統情報を用いることで、微生物の群集組成が地理的にどのように変化するのか、より詳細に予測できるか否かを問う。同時に、今後のさらなる解析（日本の森林土壌および世界の森林土壌における微生物相比較、土地利用形態と潜在的ヒト病原菌分布の関係性の検証）に向けてのデータの取得を行い、必要となるインフォマティクスの開発に着手する。
|
