2020 Fiscal Year Annual Research Report
DNA big data open up sustainable agriculture system based on plant-microbe association
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18K18432
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
杉山 修一 弘前大学, 農学生命科学部, 客員研究員 (00154500)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 微生物叢 / 作物病害 / 輪作 / 根こぶ病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
農薬を使用しない害虫管理は、低投入の持続可能な農業の発展に不可欠である。植物の病気による被害は、(1）病原体の感染力と（2）病原菌に対する宿主植物の保護という2つの要因によって決定される。これらの2つの要因は、植物に成育する微生物叢によって調節することができる。 輪作は土壌伝染病を効果的に抑制することができるが、そのメカニズムはよく理解されていない。異なる植物は、同一の土壌環境下でも独特の根の微生物叢を持っており、したがって、輪作のなかで目的とする作物栽培の前にどのような種類の作物を前作として栽培するかにより病害の抑制度が変わる。
そこで，本研究では，アブラナ科野菜の重大土壌病害であるネコブ病の被害が前作の作物の根の微生物叢によりどれくらい影響を受けるかを調査した。微生物叢の解析には，リボソームRNA遺伝子のPCR産物の次世代シークエンス(Miseq)が使われた。同一の土壌で栽培された20の異なる先行作物間の土壌と根の微生物叢の組成の違いと、ハクサイの根こぶ損傷に対するそれらの影響を調べた。先行する作物が異なれば、ハクサイの根の根こぶ病原菌の密度に大きな違いが生じ、これが病害抑制度の変異の73％を説明した。構造方程式モデリングにより根の細菌の4グループの相対割合でネコブ病菌の密度と病害抑制の全変異のそれぞれ85％と70％を説明できた。これらの結果は、作物の作付け管理による作物の根の微生物叢の調節を通じて土壌伝染病を防除する可能性を示している。
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