2020 Fiscal Year Annual Research Report
鉛・亜鉛汚染地における健全土壌の再生成に向けた植物―微生物相互作用の解明
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20J00656
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
龍見(岩岡) 史恵 北海道大学, 農学研究院, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2025-03-31
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| Keywords | 土壌微生物 / 微生物間相互作用 / 腸内細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、鉛・亜鉛汚染土壌において、植物と土壌微生物が特異的に持つ関係性を理解すること、さらに、その土壌微生物や近隣の微生物資材（家畜糞中の微生物など）の利用によって土壌の再生成および植物の生育促進が可能か明らかにすること、そして、このように汚染土壌に外部から移入させた微生物が定着する・機能を発揮する条件について詳細に解明することが目的である。そのために、具体的には、（１）汚染土壌において偶発的に良好に生育しているイネ科植物周辺土壌の微生物群集はどのような機能を持つか、その微生物を含む土壌の移植によって同様の機能が発揮され植物定着が促進されるのか、（２）家畜糞の利用によって、汚染土壌におけるさらなる土壌機能向上や植物定着促進は可能か、（３）在来微生物と移入微生物はどのように群集を再構築するのか、汚染傾度や植物生育と密接に結びつく微生物要素とは何か、明らかにすることを目的としている。
当該年度は、目的（３）に関して、異なる生息域の真菌・細菌がどのように群集構造を再構築するのか理解するために、異なる場所の土壌から真菌・細菌のみを抽出した液を土壌に散布し、培養実験を行った。培養後の土壌からDNAや栄養塩を抽出して、微生物群集や栄養塩動態の分析・解析を進めた。目的（２）に関して、土壌微生物と糞中微生物の相互作用について理解するために、複数の地域で土壌および動物の糞を採取し、土壌・糞の間の微生物群集の類似度や関係性についての解析を行った。また、糞と土壌を混合して分解過程を追いかけ、DNAや栄養塩を抽出し、微生物群集と機能の関係についての解析を進めた。目的（１）に関しては、新型コロナウイルスの影響によりザンビアに渡航できないため、来年度以降に進めることとし、予備実験として、重金属濃度の高い土壌を用いた実験や、窒素安定同位体を用いた実験などを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの影響により、ザンビアに渡航できず、現地での試料採取を行うことができていない。一方で、そのような状況下においても、国内で複数の関連研究を順調に進めることができ、複数の論文を投稿できる目途が立っていることから、「やや遅れている」を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、目的（1）（2）に関して、ザンビア渡航を2度行いたいと考えている。もし、このまま新型コロナウイルスの影響が長引き、現地に渡航できない場合、ザンビアに常駐している共同研究者に、現地での試料採取および送付を依頼する予定である。目的（2）に関しては、現地へ渡航できない状況を鑑みて、追加で国内でもできる実験を行う。具体的には、鉛・亜鉛汚染土壌上でマウスを育成する実験を行い、土壌微生物や栄養塩の動態が、マウスの存在によってどのように変化するのか観察する予定である。（3）に関しては、当初の予定通り、異なる生息域の真菌・細菌による群集の再構築過程を解明する実験を完了させ、また、植物生育に特に重要な微生物要素を、機械学習および統計モデリング手法を用いて特定する予定である。
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