節水灌漑下における土壌微生物の化学走性・水分走性が窒素循環に及ぼす影響

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20780173
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 末継 淳 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, プロジェクト研究員 (50398335)
• Keywords: 土壌圏現象 / 窒素循環 / 微生物 / 分子生態 / 砂漠化

Research Abstract

点滴灌漑および陶器灌漑の条件を考慮した水分分布の予測を、数学モデルを用いて行った。この予測計算により、灌漑の強度と間隔を様々に変えた結果を比較し、現実的な灌漑条件となるような実験条件を行った。次に、滅菌型Hele-Shaw土壌槽の設計と、効率的灌漑を模した小スケールの水分供給装置を作製した。Hele-Shaw土壌槽を用いて、節水灌漑前後の土壌に含まれる微生物群衆の化学走性(chemotaxis)および水分走性(hydrotaxis)の測定と、化学走性に関与する微生物群衆構造の解析を行った。まず、DNA組成に基づく微生物群衆構造解析において、PCR実験における非特異的産物によって微生物群衆を正しく評価できない可能性があるため、3'末端近傍をLNA (Locked Nucleic Acid)で就職したユニバーサルプライマーと3'→5'エキソヌクレアーゼ活性(校正活性)を持つDNAポリメラーゼを用いて、実験方法の最適化を行い微生物群衆構造の解析をDGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)によって確認した。つぎに、Hele-Shaw土壌槽を用いて微量濃度の酢酸水溶液を用いた節水灌漑を行い、微生物群衆構造の空間分布への影響を調べた。さらに、微生物群衆構造解析によって得られたデータを確認するため、液体窒素による凍結処理を行わない土壌試料から微生物細胞を回収して、土壌水溶液を用いた寒天培地上での化学走性の測定と、ガラスビーズ(平均粒子径50μm)中の水ポテンシャル勾配下での水分走性の測定を行った。