菌類の種間競争と有機物分解の関係を炭素配分戦略からモデル化する

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K22444
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 深澤 遊 東北大学, 農学研究科, 助教 (30594808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上村 真由子 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (60444569) ; 井手 淳一郎 九州大学, 持続可能な社会のための決断科学センター, 助教 (70606756) ; 三浦 政司 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (80623537)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: 菌類 / 菌糸体 / 競争 / 資源利用効率 / 二酸化炭素 / 二次代謝産物

Outline of Annual Research Achievements

菌類は陸上生態系で有機物の無機化を担う主要な生物群だが、多種の菌種からなる菌類群集の有機物分解機能を、単一種の菌類の分解機能から予測することは困難である。その理由は、2種以上の菌類が存在すると有機物をめぐる競争が起こり、その結果が菌類群集の組成に影響するだけでなく、競争のコストが各菌類の分解機能自体に影響する可能性があるためである。密接に関係する菌種間競争と有機物分解の関係を理解するためには、菌類が有機物分解によって得た炭素を、競争のための二次代謝物質生産、有機物分解のための酵素生産、生長、呼吸のどれに配分するかという炭素配分戦略を詳細に明らかにする必要がある。しかしこれまでは、2種以上の共存下で菌類の生産した物質とその由来を網羅的に特定することが困難であった。本研究では、近年発達した高解像度の分子同定法と遺伝子発現解析を併用することで、競争下での菌類の有機物分解と炭素配分戦略の関係を推定する。得られたデータを用いたシミュレーションにより、菌類の空間獲得競争、炭素配分戦略、有機物分解の３者関係を説明するモデルを構築することを目指す。2019年度は、プロジェクトメンバーでスカイプミーティングおよび集合してのミーティングの機会を設け、実験条件の打ち合わせを行った。また、実験に使用する菌株の調整と培養環境の整備を行った。しかし、分析を担当する共同研究者の異動により状況が変化し、すぐにはサンプルを分析できない状況となったため、実験の開始を遅らせることになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2019年度は、実験に使用する菌株の調整と培養環境の整備を行った。しかし、分析を担当する共同研究者の異動により状況が変化し、すぐにはサンプルを分析できない状況となったため、実験の開始を遅らせることになった。

Strategy for Future Research Activity

2020年度は新型コロナウイルスの影響がなくなり次第、培養を開始する。まず、純粋培養系において液体培養できることを確かめる。次に、２種系において液体培養を行い、培養中に放出される二酸化炭素量、および培養終了後に回収される二次代謝産物量、菌糸体量を測定する。これらのデータから、各菌種の競争中の資源配分戦略を評価する。

Causes of Carryover

分析を担当する共同研究者の異動により、分析がすぐに実施できない状況となったため。2020年度は、培養実験を行いサンプルを保存しておき、共同研究者の実験環境が整い次第分析を開始する。