2014 Fiscal Year Annual Research Report
共生窒素固定系の環境適応システムの解明と環境傾度対応型ダイズ栽培技術への応用
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26310313
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
佐伯 雄一 宮崎大学, 農学部, 教授 (50295200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鮫島 玲子 静岡大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00377722)
城 惣吉 島根大学, 生物資源科学部, 助教 (20721898)
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2018-03-31
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| Keywords | ダイズ根粒菌 / 群集構造 / 脱窒 / 湛水 / 塩類集積 / 環境傾度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイズ根粒菌の水田転換畑における生態学的特性を解析するために、土壌を湛水状態で長期間培養し、土壌の酸化還元電位の変化による、ダイズ根粒菌群集構造の遷移に関して研究を行った。
試験菌株として、日本に分布するダイズ根粒菌の代表株として、Bradyrhizobium japonicum USDA 6株, 123株,およびB. elkanii USDA 76株を用いた。また、B. japonicum USDA110野生株(WT)もしくはnosZ遺伝子破壊株(ΔnosZ)を使用した。試験土壌に黒ボク土と灰色低地土をオートクレーブ滅菌処理した土壌を用いた。これらの脱窒能が異なる根粒菌株を用いて滅菌土壌と混合し、マイクロコ ズムを調製し、土性、湛水・非湛水条件および温度が異なる条件で培養を行い 各菌株の占有率を変性剤濃度勾配電気泳動法(DGGE法)で求めた。その結果、土性・温度に関わらず B. japonicum USAD110WT は、湛水条件で高い占有率を示した。一方で、USDA110ΔnosZ株はどの条件でも土壌中での占有率に有意な上昇を示さなかった。これらの群集構造の遷移を多次元尺度構成法で解析した結果、両土壌に共通して B. japonicum USDA110WTを用いたマイクロコズムの湛水条件における群集構造の変遷は他の培養条件と異なる方向を示し、B. japonicum USDA110WTの占有率が高くなる方へ遷移することが明らかになった。
以上のことから、B. japonicum USAD110 が完全脱窒能を有するために湛水条件において生残性が高いことが示唆された。これらの結果より、有用根粒菌が優占している傾向にある水田において田畑輪換によるダイズ栽培がダイズ生産性向上のために必要になると考えられる。
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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
土壌の湛水条件におけるダイズ根粒菌群集構造の変化を解析した。根粒菌株を混和したマイクロコズム土壌の調製から、湛水非湛水条件による長期培養、およびDGGEによる群集構造解析まで、完全脱窒能を示す遺伝子であるN2O還元酵素遺伝子の変異株を使用して、湛水条件下における土壌中の根粒菌占有率の増加と維持にN2O還元酵素遺伝子産物が機能していることが示唆された。今後の研究を展開する上で重要な結果が得られた。研究開始初年度として、スムーズに研究が進んだものと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
湛水条件下におけるダイズ根粒菌の挙動を解析するために、解析点数を増やす必要がある。、また、土壌の湛水条件だけでなく、乾燥によって引き起こされる塩類集積などの土壌環境の変化が、ダイズ根粒菌群集構造に及ぼす影響に関して研究を進展させる。今後さらに、土壌の違い、湛水条件、塩類集積土壌など、ダイズ栽培時の環境傾度に対するダイズの耐性に対して、感染根粒菌の群集構造の形成が及ぼす影響について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
当初申請していた、植物インキュベーターではなく、LEDパネルを使用した栽培棚を新規購入したため、当初植物インキュベーター購入のために予定した額よりも少額になり、次年度使用額が生じた。その他、人件費・旅費等の使用額が予定を下回ったため、次年度使用の研究経費にしたい。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
５０万円以上の備品購入の予定はなく、支出額の多くが、人件費および試薬等の消耗品になるため、計画的な使用を行う。
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