2022 Fiscal Year Annual Research Report
花圏に優占するスフィンゴモナス属細菌の植物との共生関係と地理的変異
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20H03324
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
酒井 章子 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (30361306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
乾 陽子 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (10343261)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 送粉 / 細菌 / 花圏微生物 / 種子微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、花で見られたスフィンゴモナス属細菌が種子を介して垂直伝播する可能性を検討するため、アカメガシワの種子の細菌叢を解析した。解析の結果、種子の細菌量と細菌の多様性には樹木個体間、個体内でばらつきが見られ、両者には正の相関関係が見られた。さらに、それらはスフィンゴモナス属を含むアルファプロテオバクテリアの量と関連しており、アルファプロテオバクテリアの割合が高い種子ほど多様性が高い傾向があった。また、高い優占度を示す細菌にはガンマプロテバクテリアが多く、スフィンゴモナス属の中で高い優占度を示すものは見られなかった。
次に、開花期の雌花にスフィンゴモナス属を含む3系統の細菌を噴霧接種し、種子の微生物叢の変化を見たところ、他の2系統では接種した細菌が有意に増加していたものの、スフィンゴモナス属ではそのような増加は見られなかった。一方で、スフィンゴモナス属を接種した場合も含め、細菌の接種を受けた個体の種子は量や多様性が増加していた。
これらの結果から、少なくとも実験に用いた系統のスフィンゴモナス属が、花に定着したのち種子を介して母親から種子へ伝播することはほとんどないことが示唆された。しかし、スフィンゴモナス細菌は、種子の細菌の多様性や量を増やす効果があることが示唆された。今回の実験では、異なる処理を同じ個体上の異なる花序に対し行い、袋掛け等は行わなかった。したがって、処理後に風や訪花昆虫によって細菌が花序間を移動した可能性がある。それぞれの細菌の効果を独立に明らかにするために、2022年度には同様の実験を操作ごとに個体を変えて行ったので、今後その解析を進める予定である。
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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
アカメガシワの花圏細菌叢について、大きな年々変動があることを明らかにすることができた。また花と種子の微生物叢の共通点と相違について検討することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）当初細菌叢解析に用いたプライマーペアは、細菌の16S rRNAの配列を使った解析に一番よく使われている515F-806Rであったが、これらのプライマーは植物由来の配列も増幅するため、細菌の配列がわずかしか得られないという短所があったので、より細菌への特異性の高い335F-769Rのペアに変更をした。今年度、すでに515F-806Rで解析した花表面のサンプルを335F-769Rで解析しなおし、細菌叢の年々変動についてより解像度の高い解析を行う。
２）種子の微生物叢について、花序内変動、個体内変動、年々変動を調査する。細菌の多様性、量と、組成の関連について検討を進める。多様性の低いサンプルではガンマプロテオバクテリアが多く、高いサンプルではアルファプロテオバクテリアが多いという予備的結果が得られているが、これについてより精査する。
３）接種実験について、各操作を別個体に施す追加実験をおこない、得られた種子からDNAの抽出を行った。2023年度はこのサンプルの細菌叢を解析し、前年のデータと比較しつつ解析する。
4)他の植物種の花の微生物叢を調査し、アカメガシワ花圏のスフィンゴモナス属及び他の細菌の植物への種特異性について検討する。
5）上記の結果について論文執筆を進めるとともに、国際環境DNA学会、日本生態学会において発表を行う。
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