木本植物の葉の内生菌の定着を規定する要因の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06119
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 橋本 靖 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (40332481)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 葉内生菌 / 湿原 / 矮性樹木 / 共生菌類

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、樹木の葉に共生的に定着している菌類（カビ）の仲間の定着様式を明らかにすることを大きな目的としている。しかし、森林内の樹木を対象にすると、あまりに環境変化が多様で、樹種間での内生菌の定着を比較することが出来ないため、樹木の定着が過剰な水の存在により限られる湿原において調査を行って、内生菌類の樹木葉の傾向を明らかにする。また調査する樹種は、おのおの地下部に定着する共生微生物が異なる傾向のある樹種を対象にするため、生理的な背景と葉の内生菌の定着様式の関係性が明らかになることが期待される。
本年度は、北海道別海町の西別湿原の調査地内から同所的に生育している背の低い矮性樹木を4樹種（ヤチカンバ、ハンノキ、ヤチヤナギ、イソツツジ）セットで24本ずつ選び、7月、8月、9月に葉を1枚ずつ同じ個体の木から採取した。これらの葉を実験室に持ち帰り、表面の滅菌作業を行った後、シャーレ内の培地上にのせて、伸長してくる菌糸から菌の純粋培養菌株を作成した。これらの菌株を形態により分けると共に、DNAを抽出してrDNAのITS領域をPCRにより増幅し、サンガーシーケンスによって配列を確定して、BLAST検索をかけることによって菌の種同定をおこなった。現在、DNA抽出・PCRからシーケンスまでを3/4程度終えているが、想定を超えた多様な菌が出現しており、樹種ごと時期ごとでの出現パターンを解析している。また、ヤチカンバとハンノキの2樹種については、培地上への菌の分離に用いたのと同じ葉の一部を、次世代シーケンサーを用いたアンプリコンシーケンスに供した結果、樹種間で出現する菌の種構成に違いが見られている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、樹木の葉の中に共生している菌類（カビ）の定着について、当初は5種の植物（ヤチカンバ、ハンノキ、ノリウツギ、ヤチヤナギ、イソツツジ）について対象にする予定でいたが、培地を用いて行った実験結果から検出された菌類の種のバラツキが想定を超えて大きいことが判った。そのため、培地を使った分離作業の対応では、ノリウツギの1種減らして実験を行うこととしたが、それ以外の部分では、全体的に順調に進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今回の結果、樹種間の違いだけでなく、個体内でも出現する葉の内生菌の種構成に大きな違いがあることが判ったため、一個体内での内生菌の違いも明らかにする必要があると考えられた。そのため、同一個体内から複数の葉サンプルを採取して、どの程度のバラツキがあるのかを明らかにする予定である。また、次世代シーケンスに関しては、ヤチカンバとハンノキのみでサンプル数も少なく、また、ヤチヤナギ、イソツツジは対応出来ていないため、次年度以降にはこれらを中心に対応する。