2020 Fiscal Year Research-status Report
Biological sustainability of double-cropping supported by seasonal change in root microbiome
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19KT0011
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
谷 明生 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830)
山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00444646)
山下 純 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (20432627)
門田 有希 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30646089)
中川 智行 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (70318179)
最相 大輔 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (90325126)
持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
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| Project Period (FY) |
2019-07-17 – 2022-03-31
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| Keywords | Microbiome / Rhizosphere / Barley / Rice |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岡山県を含む西南暖地では古くから同じ耕地でイネとムギを栽培する二毛作が営まれている。この二毛作は地力低下や連作障害などの問題に経験的に対処しながら高い土地利用効率を実現してきた。二毛作体系は西南暖地の環境に適応した持続的農業生産体系と捉えられるが、その持続性の基盤要因は生物学的にはほとんど理解されていない。本研究では四半世紀以上にわたってイネ・オオムギの二毛作体系を継続する研究所の圃場（慣行的施肥区と無施肥区）を二毛作体系の農業生態系モデルとして位置づけ、根圏土壌を中心とした計測可能な様々な生物及び非生物的な要素の通年定点観測を通じて根圏生態系のデータ化し、複数年のデータセットの比較により持続的生産性に関わる要因を探索することを目的とする。
今年度は前年度に引き続き、イネとオオムギにおけるアルミニウム耐性の異なる2系統、施肥区と無施肥区において隔週で各6個体ずつサンプリングし、根と根圏土壌を採取して凍結保存した。また野生植物の調査、土壌イオン調査、pHと水分の継続的モニタリングを行った。2020年度サンプルはコロナの影響でDNA抽出キットが手に入らず解析にまで手が回っていない。
2019年度根圏土壌の微生物叢についてはオオムギの根のサンプルに特異的に特定の微生物が集積していることを見いだしたため、それらの微生物の分離を試みた。約100株の分離株のうち、根のサンプルにDNA配列で見いだした微生物を分離することが出来た。これら分離株は新規細菌と考えられ、詳細なゲノム情報と表現型の解析を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
サンプリングは予定通り行っているが、微生物叢解析用のDNA抽出キットがコロナの影響で手に入らなくなった。そのため代替品のサンプルを手に入れ検討中である。2021年度中にに2020年度にサンプリングしたサンプルを解析する。野生植物相、土壌イオンに関しては継続してモニタリングを行っている。データが莫大なためまだ整理がついていない。
一方でオオムギの根に特異的に検出される種を見いだしたためその分離を試みた。分離された菌株はこれまで知られていない新種の菌であることを見いだした。ゲノムを解析して新種であることを確認すると共に、圃場でのオオムギに接種して成長への影響を調べており、5月には結果が出る。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通りに3年間のサンプリングが2021年夏に終了するため、n=3での微生物叢の変遷や環境要因との相関を解析していく予定である。二毛作だけでなく一毛作で行っている圃場のサンプリングも2020年度より開始しており、比較も可能となった。
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| Causes of Carryover |
DNA抽出キットの購入手続きをしていたがコロナの影響で品薄となり、年度内に手に入らなかった。そのためDNAシーケンシングも延期となり、大幅な次年度使用額が生じた。
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Research Products
(3 results)
