2019 Fiscal Year Research-status Report
土地利用の履歴が微生物群集の変化を介して植生に及ぼす効果
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19K06095
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
下野 綾子 東邦大学, 理学部, 講師 (30401194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大和 政秀 千葉大学, 教育学部, 教授 (00571788)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アーバスキュラー菌 / メタゲノム / 半自然草原 / 土地利用の履歴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
かつて国土の1割以上を占めていた半自然草原は、1/10にまで減少し、それに伴い多くの草原性の植物種の絶滅が危惧されている。草原の再生において、造成跡地や耕作放棄地等では外来種が優占し本来の草原とは異なる植生が成立することから、過去の土地利用の履歴が長期にわたり植生に影響を与えることが指摘されてきた。その原因として、本研究では微生物群集との生物間相互作用に着目した。
土地利用履歴の異なる草原10カ所から土壌を採集し根を選別した。また代表的な草原性在来種であるススキと、外来種のセイタカアワダチソウの根も採集した。根からDNAを抽出しアーバスキュラー菌根菌（AMF）のrDNA SSU領域を増幅し、Miseqによりシークエンスを行った。キメラ配列および低品質配列を除去し、97%相同性でクラスタリングし、得られたコンティグを操作的分類単位（OTU）とし、AMFデータベース（maarjam）とBLAST検索を行い、種同定を行った。その結果、長期間維持されてきた半自然草原のAMFの種多様性は高く、その群集構造は造成跡地や牧草地のものと大きく異なった。宿主の違いがAMF組成に及ぼす効果をPERMANOVAで検定したところ、有意な効果は検出されなかった。
また半自然草原2箇所および造成地1箇所の草地からそれぞれ2つずつ、直径 5 cm、深さ10 cmの土壌コアサンプルを採取した。この土壌コアを滅菌土壌に接種してアルファルファを3ヶ月間培養し、それぞれのポットからアーバスキュラー菌根（AM）形成根を5 mmの長さで切り出した。これを播種2週間後のアルファルファ無菌苗の根に接種して計144ポットを2ヶ月間培養し、AM形成が成立した苗について、DNA解析を行った。その結果、計8菌株の単離培養に成功し、これらはいずれも草原植生のAM菌群集調査で共生が確認されている菌であることを確認した。
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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
初年度は各地域で長期間維持されてきた半自然草原および造成跡地や耕作放棄地に成立した草原で微生物群集のメタゲノム解析を行い、その特性を評価する予定であり、当初の予定通り進んでいる。しかしコロナ感染予防のため2020年3-5月の研究がストップし、今後の進捗に影響を及ぼす可能性が高い。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請時には草地土壌を接種源として栽培試験を行う予定だったが、フィールド採取の土壌サンプルではAM菌の構成が不安定であり、実験の再現性に問題があると考えられたため、AM菌を単離培養して得られた菌株を用いることとした。単離培養したAM菌について、在来種および外来種に対する接種効果を、半自然草原および造成地における分布特性とともに比較検討する予定である。
また植物の生育の効果の大きい窒素固定細菌についてもメタゲノム解析を行う。窒素固定に関わるニトロゲナーゼ遺伝子領域を増幅し、Miseqによりシークエンスを行い、地上植生や土地利用の履歴の違いが群集構造に及ぼす効果を評価する。
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| Causes of Carryover |
2020年3月の出張や学会が新型コロナ対策のため中止となったことで次年度使用額が生じた。今年度は、調査旅費や打ち合わせ旅費として40万円、メタゲノム解析用試薬代金としては60万円を使用する予定である。学会参加費および旅費として20万を予定しているが、コロナ対策のため、オンラインでの開催が予定されている学会もある。そのため学会旅費については状況次第で次年度に繰り越す予定である。
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Research Products
(1 results)
