2018 Fiscal Year Research-status Report
Consequences of intensive maize cultivation on soil microbiome and efficient nitrogen cycling in sub-Saharan Africa
| Project/Area Number |
18KK0183
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
内田 義崇 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70705251)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多胡 香奈子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (20432198)
山本 昭範 東京学芸大学, 教育学部, 講師 (20733083)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
|
| Keywords | 窒素循環 / 土壌微生物 / サブサヘルアフリカ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、サブサハラ・アフリカ地域における土壌劣化の深刻性を、窒素循環に関わる
土壌微生物の機能と多様性によって評価し、有機物施用によるそれらの回復力を明らかにすることを目的としている。そのために、現地調査により土壌劣化の現状やそれに伴う土壌理化学性の変化を明らかにし、海外の研究者と共同で土壌遺伝子の解析を行う。
本年度は、ザンビアにて現地拠点機関研究者と共同で土壌サンプリングを行った。雨期（作物生育期）に、農地とその隣の未開発地区から土壌コアを採取し、土壌に関する基礎情報（土性、全炭素・窒素量等）を収集した。サンプリングは、三ヶ所で行われた。どこも低木林と隣り合わせでトウモロコシを育てている場所であったが、開発時期や土壌タイプが異なる場所を設定した。土性に関してはザンビア農水省にて解析中である。農地毎にメタデータを収集したが、使用している化学肥料などは基本的に類似していた。
土壌微生物に関するデータは現在収集中であるが、サンプリングサイト毎に傾向が違い、一部のサイトでは未開発地区を農地にすることでDNA量が大きく減少するが、そのような傾向が見られないサイトもあることがわかってきた。また、土壌炭素や窒素量に関しても、農地開発にて減少する地域とそうでない地域があることもわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ザンビアにて現地拠点機関研究者と共同で土壌サンプリングを行った。具体的には、雨期（作物生育期）に、農地とその隣の未開発地区から土壌コアを採取し、土壌に関する基礎情報（土性、全炭素・窒素量等）を収集した。サンプリングは三ヶ所で行い、それぞれの箇所に農地と未開発地区があり、さらにそれら区に対し三プロット儲け、プロット毎に三コアを採取した（３ヶ所×２土地利用×３プロット×３コア＝５４サンプル）。土壌微生物に関するデータは現在収集中であるが、サンプリングサイト毎に傾向が違い、一部のサイトでは未開発地区を農地にすることでDNA量が大きく減少するが、そのような傾向が見られないサイトもあることがわかってきた。土壌炭素の減少についても、サイト毎に傾向が異なるが、３ヶ所中２ヶ所で農地開発による減少が見られた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
【ザンビア土壌のバクテリアコミュニティ多様性の解析】現在、日本に輸入した５４サンプルの解析を行っているが、引き続き継続し、１６SrRNA遺伝子を対象としたバクテリアコミュニティ多様性の解析を行う。そのことで、サイトごとに自然生態系（未開発地区）を農地とした場合の微生物の変化を数値的に表す。
【全ゲノムの解析】１６SrRNA解析のデータをまとめた後、一部のDNAに関しては全ゲノムを読む。ドイツのヘルムホルツ研究所で行う。この結果を解析し、窒素循環に関わる遺伝子の変化を網羅的に調べる。特に、プロテアーゼなどの有機態窒素を分解し無機態窒素として植物や微生物に提供する酵素の多様性や量に着目する。バイオインフォマティクス的手法が必要になるが、それに関してもドイツで習得する予定である。
|
| Causes of Carryover |
今年度は、土壌採取作業を行って、基礎的な分析を開始したが、共同研究者との実験はまだ行っていないので、共同研究者機関において繰越が生じた。
|
