2015 Fiscal Year Annual Research Report
熱撹乱による森林土壌微生物生態系の維持機構の包括的解析
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26292180
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
笠原 康裕 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20273849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小椋 義俊 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40363585)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微生物生態 / メタゲノム / 土壌 / 微生物群集構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外的撹乱に対して『土壌微生物生態系は強靱で安定している』と言われている。その安定とは微生物群集の構造なのか機能なのか。本研究は、抵抗性、復元力、機能重複性を安定性指標として、短期高温撹乱と長期低温撹乱を起こした森林土壌の微生物生態系の維持機構を明らかにすることを目的としている。
今年度も昨年同様、山形大学農学部鶴岡演習林で毎年行われている山焼き（短期・高温撹乱）の土壌を対象とした。火入れ撹乱の前後での経時的な土壌微生物群集の組成や多様性の構造の変動解析と土壌の化学成分の変動解析を行うために、火入れフィールド内の3地点において土壌採取を行った。採取日は平成２６年山焼きフィールド内の１年後（９月１４日）、および平成２７年度新たに山焼きを行ったフィールドについて、火入れ前（８月５日）、火入れ直後（８月７日）、５週間後（９月１４日）に行った。
メタゲノム解析：解析する対象生物種についてプライマーを設計した。細菌（16SリボゾームDNA）、カビ（ITS：内部転写スペーサー領域）、真核生物（18SリボゾームDNA）、原生生物（18SリボゾームDNA内原生生物特異的配列領域）である。DNA配列決定にMiSeqデスクトップ型シーケンサーを使用するため、各プライマー間のアンプリコンを250から450塩基長にした。PCR増幅条件はイルミナ社のマニュアルに従って行った。各土壌10グラムからキットを用いて土壌DNAを抽出した。PCRの反応条件およびプライマーのチェックを行い、次世代シークエンサーのための試料調整の準備を行った。DNA配列決定は共同研究者（小椋義俊氏・九州大）に依頼した。解析結果は次年度の予定である。
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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
平成２６年山焼きの１年後、２７年山焼きの土壌採取を予定通り行うことができた。今年度は平成２６年山焼きのフィールド土壌について解析を行った。土壌DNAの抽出法はできるだけ偏りのないDNAを得るために土壌試料１０ｇを用いることにした。対象とする４種生物種（細菌、カビ、真核微生物、原生生物）の遺伝子マーカー増幅については解析領域と反応条件を決定することができた。今回の解析プラットホームを次年度の解析に利用していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年山焼きの土壌試料について、細菌、カビ、真核微生物、原生生物の遺伝子マーカー配列の解析を共同研究者に配列決定の解析を行ってもらう。遺伝子の相同性解析に関して、４種の生物種、各々異なった方法が必要となると考えられる。その解析のパイプラインの確立を行っていく。次年度は２７年度山焼きの１年後土壌の採取後に、今年度と同じ方法を用いて解析を行っていく。山焼き土壌の採取は２６年山焼きフィールドを継続していく。
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| Causes of Carryover |
当初より、研究期間４年の内、初年度を除く３年間（平成２７年から２９年度）技術補助員を雇用する計画である。そのため、２７年度より雇用を行い、その人件費を基金助成金から支払う予定である。継続的な雇用確保のため必要な人件費の計画的な使用を行っており、次年度使用額が生じたものである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度を含め研究期間残り２年間の技術補助員の人件費として使用する予定である。不足分は補助金と合わせて使用するつもりである。
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