2021 Fiscal Year Annual Research Report
窒素固定菌の新規な炭素源獲得戦略としての異種微生物間共生型窒素固定の解明
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21H02108
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
境 雅夫 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (20225775)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 直隆 九州大学, 農学研究院, 助教 (20304769)
池永 誠 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (70511822)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 窒素固定 / セルロース分解 / 微生物生態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌生態系における窒素固定菌には、①土壌中で自由生活をする単生型の窒素固定菌、②植物との共生生活（緩やかな共生を含む）をする共生型の窒素固定菌、の2つの生態型が知られている。この従来の生態型に加えて、我々は、窒素固定菌の炭素源獲得戦略の違いに基づき、③セルロースを分解する嫌気性細菌と共生的に生活する「異種微生物間共生型の窒素固定菌」による新規な窒素固定システムの存在を提案している。この窒素固定菌が広範囲・普遍的に存在するならば、土壌生態系での重要な生物的窒素固定と考えられる。本研究では、このような窒素固定菌集団が、広く分布して存在するのか、その構成細菌種は共通しているのか、窒素固定活性・セルロース分解活性に違いはあるのか、について調査した。植物遺体を含む様々な試料（刈草、草地土壌、林地土壌）から複数の試料を採取し、セルロースのみを炭素源とする無窒素液体培地に接種して集積培養を行った。セルロース分解と窒素固定が認められた培養について同培地に継代して集積を進めた。得られた集積培養から直接DNAを抽出し16S rRNA遺伝子を対象とした次世代シークエンスによる細菌群集構造解析を行った。さらに、各集積培養のセルロース分解活性および窒素固定活性を測定して比較した。供試した全試料からセルロース分解活性・窒素固定活性を示す集積培養が得られ、「異種微生物間共生型の窒素固定菌」集団は広範囲に分布することが示唆された。細菌群集構造解析の結果、集積された細菌集団はいずれの試料も20種を超える多様な細菌種で構成され、継代を繰り返してもその構成は維持された。また、構成細菌種を比較した結果、共通する細菌種と試料間で異なる細菌種が存在した。さらに、セルロース分解活性と窒素固定活性を経時的に測定した結果、活性の強度と発現時期には試料間における差が認められた。
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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
予定の培養系の探索と解析は計画通り実施できた。さらに高い活性を示す培養系の確立が望まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に加え、より活性の高いコンソーシアム培養系の探索を実施する。
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Research Products
(1 results)
