2014 Fiscal Year Annual Research Report
根粒根圏土壌微生物相の群集構造解析によるマメ科作物の連作障害発生機構の解明
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22580074
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
池田 成志 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター大規模畑作研究領域, 主任研究員 (20396609)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マメ科 / 土壌微生物 / 根圏 / 細菌 / 糸状菌 / 真核微生物 / 連作障害 / 根粒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
連作障害では、根圏における細菌類の菌数や多様性の重要性が指摘されている。そこで、根粒着生量の異なるダイズ変異体を3年間連作し、4年目のインゲンの根圏土壌の微生物多様性に及ぼす影響について検討した。ダイズ根粒着生野生型系統（品種エンレイ）、エンレイ由来の根粒着生量の異なる変異体（ダイズ根粒非着生系統（En1282）とダイズ根粒超着生系統（S4））、連作障害の発生程度の異なるインゲン品種（大正金時と姫手亡）の各植物材料について同一の試験区で3年間（2010年～2012年）の連作を実施した。4年目（2013年）に全試験区跡でインゲン（品種姫手亡）を栽培し、開花期に根圏土壌を採取した。根圏土壌からDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子、糸状菌類のrRNA遺伝子領域のITS、真核生物の18S rRNA遺伝子を標的とするプライマーセットを用いて次世代シークエンス解析を行った。得られた配列について、クラスタリング解析、多変量解析、系統分布等について検討を行い、異なる根粒形成量のダイズの連作が連作跡に栽培されたインゲンの根圏土壌微生物相に及ぼす影響を評価した。PCoA解析の結果から、4年連作したインゲン根圏に対する根圏細菌群集の類似度はEn1282、エンレイ、S4の順に低下し、En1282の連作はインゲンに似た土壌細菌相を形成することが示唆された。糸状菌類の多様性解析の結果からは、Mortierella elongataの類縁菌がエンレイ跡と、特にS4跡のインゲン根圏土壌で高い割合を示し、根粒のバイオマスがM. elongataに強い影響を与えることが示唆された。前作の連作ダイズの根粒形成量が後作のインゲン根圏土壌に対する 影響は18S rRNA遺伝子による真核微生物の群集構造解析では観察されなかったことから、線虫類がインゲンの連作障害の主要原因であることを示唆する結果は得られなかった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Elevated atmospheric CO2 levels affect community structure of rice root-associated bacteria2015
Author(s)
Takashi Okubo, Dongyan Liu, Hirohito Tsurumaru, Seishi Ikeda, Susumu Asakawa, Takeshi Tokida, Kanako Tago, Masahito Hayatsu, NaohiroAoki, KenIshimaru, Kazuhiro Ujiie, Yasuhiro Usui, Hirofumi Nakamura, Hidemitsu Sakai, Kentaro Hayashi, Toshihiro Hasegawa and Kiwamu Minamisawa
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Journal Title
fromtiers in Microbiology
Volume: 6
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Metagenomic analysis of the bacterial community associated with the taproot of sugar beet2015
Author(s)
Hirohito Tsurumaru, Takashi Okubo, Kazuyuki Okazaki, Megumi Hashimoto, Kaori Kakizaki, Eiko Hanzawa, Hiroyuki Takahashi, Noriyuki Asanome, Fukuyo Tanaka, Yasuyo Sekiyama, Seishi Ikeda, and Kimwamu Minamisawa
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Journal Title
Microbes and Environments
Volume: 30
Pages: 63-69
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Characterization of leaf blade- and leaf sheath-associated bacterial communities and assessment of their responses to environmental changes in CO2, temperature, and nitrogen levels under field conditions2015
Author(s)
Seishi Ikeda, Takeshi Tokida, Hirofumi Nakamura, Hidemitsu Sakai, Yasuhiro Usui, Takashi Okubo, Kanako Tago, Kentaro Hayashi, Yasuyo Sekiyama, Hiroshi Ono, Satoru Tomita, Masahito Hayatsu, Toshihiro Hasegawa, and Kiwamu Minamisawa
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Journal Title
Microbes and Environments
Volume: 30
Pages: 51-62
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Low nitrogen fertilization adapts rice root microbiome to low nutrient environment by changing biogeochemical functions2014
Author(s)
Seishi Ikeda, Kazuhiro Sasaki, Takashi Okubo, Akifumu Yamashita, Kimihiro Terasawa, Zhihua Bao, Dongyan Liu, Takeshi Watanabe, Jun Murase, Susumu Asakawa, Shima Eda, Hisayuki Mitsui, Tadashi Sato, and Kiwamu Minamisawa
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Journal Title
Microbes and Environments
Volume: 29
Pages: 50-59
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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