2014 Fiscal Year Research-status Report
植物系バイオマス資源と窒素固定細菌を活用した植物生産系への窒素供給システム構築
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26520309
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
境 雅夫 鹿児島大学, 農学部, 教授 (20225775)
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2014-07-18 – 2017-03-31
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| Keywords | 窒素固定細菌 / セルロース分解細菌 / 細菌群集構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
街路樹等の剪定枝葉や刈草のみを原料とした堆肥化の初期過程において細菌による窒素固定が生じていることを見出し、セルロースを唯一の炭素源とした無窒素培地にこの試料を添加したところ、セルロース分解に伴って窒素固定が進行することを発見した。この培養系は同じ培地で継代してもセルロース分解および窒素固定活性が安定して継続していた。そこで、この継代している機能性微生物集団培養系の細菌群集構造を明らかにするとともに構成する細菌の分離培養を目的として、以下の結果を得た。
解析は、まず、セルロースを唯一の炭素源とした無窒素培地にて継代している培養系の細菌群集構造を調査するため、培養物からDNAを抽出し、nifH遺伝子および16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析を行った。次に培養系からの構成細菌種の分離のため、選択培地を用いた窒素固定細菌およびセルロース分解細菌の分離を行い、同定のため16S rRNA遺伝子を解析した。窒素固定活性の確認はアセチレン還元法を用いて行った。その結果、培養系のnifH遺伝子および16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析の結果、この培養系には複数の窒素固定細菌およびセルロース分解細菌の存在が推定され、細菌群集構造は安定していた。また、培養系を構成する細菌種を分離した結果、窒素固定細菌として2種類の細菌が分離され、16S rRNA遺伝子配列解析の結果、Azoarcus属およびPseudomonas属の細菌と推定された。また、nifH遺伝子のPCR-DGGE解析によりこの2種は培養系の主要な構成種であったが、これら以外の窒素固定細菌も存在していた。
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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
植物枯死後の内生窒素固定細菌およびセルロース分解細菌の共生関係の解明のため、この共生系を構成する窒素固定細菌およびセルロース分解細菌の分離･培養を行い、これらの細菌を特定することを目的としていた。結果的に構成する多くの細菌種を特定することができたため、ほぼ目的を達成していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
枯死植物体残渣中で生残した内生窒素固定細菌の植物への接種による共生系構築の確認するため、内生窒素固定細菌が枯死植物体残渣中での生残状況を確認するとともに、イネ科植物を栽培して内生窒素固定細菌の再共生実験を行う。また、共生系を構成する細菌の中には培養困難な種が存在していたため、非培養法による分子生態学的手法を用いて、その特性を明らかにする。
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