Secret of tropical crops - Contribution of symbiotic endophytic microorganisms on plant tolerance to environmental stresses

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26257418
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 海外学術
• Research Field: Environmental agriculture(including landscape science)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nawata Eiji 京都大学, 農学研究科, 教授 (30144348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡 三徳 東京農業大学, その他部局等, 教授 (10354028) ; 白岩 立彦 京都大学, 農学研究科, 教授 (30154363) ; 間藤 徹 京都大学, 農学研究科, 教授 (50157393) ; 竹内 祐子 京都大学, 農学研究科, 助教 (80452283) ; 遠藤 力也 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (90634494) ; 荒木 茂 京都大学, アジア・アフリカ地域研究研究科, 教授 (00158734)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 熱帯作物 / 環境ストレス / 共生微生物 / 東南アジア / 熱帯アフリカ

Outline of Final Research Achievements

This study was conducted to clarify the contribution of symbiotic microorganisms to the improvement of the tolerance to environmental stresses in the tropics, where unfavorable soils prevail, such as poor-nutritious soils with low water holding capacity, and to aim at the increase in productivities of tropical crops. The analysis of the endophyte flora using 3 varieties of cassava cultivated in an experimental farm in Khon Kaen University, Thailand, revealed that in both endophytic fungi and bacteria diverse species were found, that some of them were variety specific and that many of them were common in used varieties. Using African cassava varieties, mycorrhiza species were identified. These results strongly suggested the existence of symbiotic microorganisms that may contribute to the improvement of stress tolerance. In addition, a system to produce endophyte free plants was established, by which future research on stress tolerance using the established endophyte free plants.

Free Research Field

熱帯農学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今後、地球温暖化が進行に伴う降雨特性の変化などにより栽培環境が不安定化することが予想され、ストレス環境下での作物生産の機会が増加する。このような状況下で、キャッサバやサトウキビの環境ストレス耐性のメカニズムの解明に近づいたことの学術的意義は大きい。本研究では、キャッサバやサトウキビの環境ストレス耐性と共生微生物の関係の一端を明らかにした。近い将来、本研究科の成果を基礎として、一層の研究が進むことが期待される。内生菌などの共生微生物の関与と、環境条件や寄主植物との関係の解明が進むと、栽培技術への応用や育種的応用が可能となり、その実用的意義は大きい。