2023 Fiscal Year Research-status Report
ダイズに共生した複数の根粒菌種の根粒窒素固定活性の菌種間差とその特性について
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21K05548
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
前川 富也 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 東北農業研究センター, 主任研究員 (40409090)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | ダイズ / 根粒窒素固定活性 / 根粒菌 / 根粒菌菌種間差 / 温度依存性 / 非破壊的窒素固定測定法 / 作物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイズの根粒窒素固定活性（ARA：アセチレン還元活性）は、様々なストレスによる影響を受けるが、ダイズと根粒菌種の組み合わせや土壌中の多様性に富んだ土着根粒菌の影響も受ける。そこで、同一個体に2種類の根粒菌種が共生しているダイズの根粒窒素固定活性を測定し、残っている根粒菌のパターンの全ての組み合わせで、菌種間差を同時かつ個別に測定することを本年度の研究目的として進めてきた。
R5年度に研究代表者が秋田県大仙市の東北農業研究センターへの異動となり、異動にあたり、測定機器等を再整備した。また、栽培する人工気象室は、室内の人工気象器により代用したが、実際に栽培してみた結果、生育不良で測定に使用可能な生育が充分確保できなった。そこで、一部照明等を増設して、再試行を予定している。これらのことから、今年度はダイズの窒素固定の調査を進めることができなかった．
そのため、今年度は少々先行して進めていたダイズの窒素固定活性の解析を進めた。残っていた最後の根粒菌種USDA123のデータを解析した。以上のことから、異なる2種類の根粒菌を感染させた状況下での5つの根粒菌種に菌種間差があることがわかってきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ダイズの根粒窒素固定活性（ARA：アセチレン還元活性）は、様々なストレス（地温、土壌水分、ダイズの生育 等）による影響を受けるが、ダイズと根粒菌種の組み合わせや土壌中の多様性に富んだ土着根粒菌の影響も受ける。しかしながら、根粒菌の窒素固定活性に関する菌種間差の報告は非常に少なく、単一の根粒菌種を接種して評価した報告が多い。
そこで、研究代表者は栽培現場により近い状況の各根粒菌種の窒素固定活性を評価するために、同一個体に2種類の根粒菌種が共生しているダイズの根粒窒素固定活性を測定し、菌種間差を同時かつ個別に測定すること、その根粒菌の特性の1つである温度依存性を探ることを目的として研究を進めてきた。
研究代表者は、先行研究とR5年度までの試験より5種類の根粒菌種（USDA110、USDA6、USDA31、USDA94、USDA123）のうち2種類の根粒菌を開発した根分け法の実験系の各区画に個別に接種し、全ての組み合わせでARAを測定した。その結果、異なる2種類の根粒菌を感染させたもとでの窒素固定活性に菌種間差があることがわかってきた。
当初の予定とは異なり、R４年度に研究代表者が研究推進室の業務との兼任となり、研究に割く時間の減少がみまわれた。また、R5年度に東北農業研究センターへの異動となり、ダイズの栽培条件、窒素固定の測定環境の整備に費やした。そのため、この2年間は兼任の業務と異動による環境整備の兼ね合いで、研究時間が減少し、窒素固定の調査が思うように進まなかった。本来なら、各根粒菌の温度依存性に関する調査を初めているところだが、R5年度から用いている人工気象器では生育量が足らず、栽培条件の再検討が必要となった。
以上のことから、データが取れる条件下でのダイズの年間の栽培回数（実験回数）の減少が予想され、進展に関しては、遅れていくと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
R6年度の研究計画は、5つの根粒菌の内の2つの根粒菌種の根粒窒素固定活性の温度依存性の調査を進めることを予定している。
R5年度に東北農業研究センターへ異動し、R5年度からは室内の人工気象器でダイズの栽培を試みた。使用した人工気象器での栽培では、生育が不良で測定に使用できるほどの生育量が確保できなかった。そのため、今後は一部照明を増設して、栽培条件の検討を進める予定である。
試行錯誤のため、実験データを得ることができる栽培回数（実験回数）が減少することが予想されるため、研究計画の変更は遅れることが予想される。大まかな計画には問題ないが進行速度は遅れると考えている。
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| Causes of Carryover |
当該助成金が生じた状況、理由：次年度使用額が生じた状況・理由は、研究費の効率的な使用をして発生した残額である。また、R5年度の異動に際して、機器の再整備に使用したが、予定通りにダイズの栽培と窒素固定測定を進められなかったために、発生した残額である。
翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画：次年度使用額は、一部、照明機器等の増設し、ダイズの栽培条件を再検討するために用いる。また、ガス、その他の消耗品を整備する必要があり、ダイズ栽培と窒素固定測定が軌道にのるまで多少時間がかかると思われる。次年度に申請する金額と併せて、研究計画遂行のために使用する。
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