Molecular mechanism of interactions between phyllosphere C1-microbes and plants and its application in environmental conservation agriculture
| Project/Area Number |
19K22307
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
由里本 博也 京都大学, 農学研究科, 准教授 (00283648)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 生物間相互作用 / 葉面微生物 / 作物増収 / 環境保全型農業 / 微生物生理 |
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| Outline of Research at the Start |
メチロバクテリウム属に代表されるメタノール資化性細菌（C1細菌）は葉面微生物の優占種であり、植物生長促進効果をもつことが知られているが、C1細菌と植物との相互作用の分子機構については未解明な点が多い。本研究では、葉面C1細菌の植物定着能、葉面での優占化、種間特異性、植物生長促進に関わる新奇因子を探索してその分子機構を解明するとともに、その製造工程で多大なエネルギーを消費する化学肥料の使用量を低減しながらも作物増産を可能にする、葉面C1細菌を用いた環境保全型新規栽培技術への活用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
１. C1細菌-植物間相互作用の分子機構解明
前年度に引き続き、アカシソとMethylobacterium sp. OR01株の特異な関係をモデル系とし、葉面C1細菌の植物定着能、葉面での優占化、種間特異性に関わる分子機構を解明するため、他種のC1細菌とともに接種したOR01株のアカシソ上での優占化過程を前年度までに確立した蛍光顕微鏡による観察法・フローサイトメトリーによる菌数定量法により追跡するとともに、OR01株の各種栄養源に対する走化性を調べた。その結果、OR01株が葉面全体に分布し、他種C1細菌よりも強い走化性を持つことが示唆された。また、葉面での増殖および定着能に関与することが推測される遺伝子の遺伝子破壊株を複数取得し、その生育特性や葉面定着能を解析した。
２. C1細菌接種による減肥条件下での生長促進効果の検証
イネに対する生長促進効果については、前年度に引き続き、商業圃場におけるC1細菌接種による増収効果の検証を行うとともに、これまでの結果をまとめて論文発表した。前年度には実施できなかった無施肥圃場を用いた接種試験を行ったところ、一部の品種でもみ枯れが認められたため増収効果の評価ができなかったが、C1細菌接種前後のイネ葉面菌叢解析を行った。一方、コマツナを対象として、C1細菌接種による生長促進効果の検証を進めた。人工気象器内での栽培試験により、複数のC1細菌の中からコマツナに対して顕著な生長促進効果を与える菌株を選抜した。さらに、温室内でのポット栽培試験を行ったところ、C1細菌接種による生長促進効果が認められた。
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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
C1細菌の葉面での動態観察手法を確立することができ、アカシソ葉面に優占化するOR01株の葉面分布動態を明らかにすることができた。さらに本菌が示す各種栄養源への走化性の評価方法を確立できた。これまでに確立できた解析手法を用いて、OR01株の各種遺伝子破壊株について、生育特性や葉面定着能を評価できることがわかった。C1細菌接種による減肥条件下での生長促進効果の検証については、減肥条件での評価には至らなかったものの、温室栽培においてコマツナに対する生長促進効果をもたらす菌株の選抜には成功しており、R3年度への準備状況としては概ね計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
C1細菌-植物間相互作用の分子機構解明については、前年度に引き続き、各種遺伝子破壊株の葉面での生育特性評価を行うとともに、OR01株の走化性と葉面定着能との関連を明らかにする。C1細菌接種による減肥条件下での生長促進効果の検証については、前年度に引き続き、無施肥圃場でのイネ増収効果を調べる。これまでの検討結果から、出穂後の適切な時期での葉面散布が重要であることを見出しており、散布時期を最適化してC1細菌葉面散布の影響を評価したい。コマツナについては、異なる施肥条件でのポット栽培試験を複数回行ってC1細菌接種による生長促進効果を評価するとともに、葉面菌叢解析を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
