| Project/Area Number |
19KT0011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 特設分野 |
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| Research Field |
Agricultural Resources for the Next Generation
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
谷 明生 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830)
山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00444646)
山下 純 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (20432627)
門田 有希 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30646089)
中川 智行 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (70318179)
最相 大輔 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (90325126)
持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
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| Project Period (FY) |
2019-07-17 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
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| Keywords | 二毛作 / マイクロバイオーム / 土壌ミネラル / 野生植物 |
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| Outline of Research at the Start |
岡山県を含む日本の西南暖地で長く行われる二毛作は、地力低下や連作障害などの問題に経験的に対処しながら高い土地利用効率を実現する持続的農業生産体系と捉えることが出来るが、その持続性の基盤要因は生物学的には殆ど理解されていない。本研究では二毛作体系を継続する岡山大学資源植物科学研究所の慣行栽培区(施肥区)および無施肥区実験圃場を二毛作体系の農業生態系モデルとして位置づけ、根圏土壌を中心とした計測可能な様々な生物及び非生物的な要素を通年定点観測し根圏生態系のデータ化に取り組む。複数年にわたる二つのデータセットの比較により、特に無施肥区の持続的生産性に関わる要因を探索する事を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の生育は植物の遺伝背景や環境要因等の相互作用の結果として捉えることができる。根圏微生物叢は植物の生育に多大な影響を与えており、逆に、植物の遺伝的背景や環境要因にも規定され、相互作用すると考えられる。本研究の目的は、圃場環境において微生物叢を含むあらゆるパラメータをデータ化し、それらの要因間のネットワークを可視化し，農業生態系としての季節変動動態を理解することである。
研究所実験圃場の慣行区と無施肥区において、アルミニウムに対する感受性の異なるイネとオオムギの品種対を対象に、隔週で各条件3植物個体ずつ（イネは6個体）サンプリングした。環境要因として、フィールドサーバーを用いて日照、降雨、温度、湿度、風向、風速を測定した。土壌環境データとして根圏土壌を採取し、ICP-MSによる水抽出可能な元素の組成を測定し、土壌センサを用いて土壌pHを測定した。さらに土壌の根圏微生物DNAを精製し、16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスを行った。
施肥の有無によりイオン等の動態は変化し、pHは慣行区で低く、カリウム、リンは慣行区で高濃度であるが早い時期に消費された。慣行区の硫黄、無施肥区のマグネシウム、マンガン、銅が落水により増加した。同じく落水によると考えられるヒ素の増加、カドミウムの低下が無施肥区で見られた。
微生物叢は、イネではMassilia属、Pseudomonadaceae、Oxalobacteraceaeがstar1で多い傾向が見られた。オオムギでは根圏土壌と根のサンプルで相違が見られ、根のサンプルにのみJanthinobacterium, Methylibium属細菌が多く存在することが分かった。これらはオオムギ根のエンドファイトであると考えられ、そのオオムギに対する共生機構や成長への影響に興味が持たれる。
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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
予定通りのサンプリング、データ取得を行っている。三年間を通じて繰り返し、統計的な解析により一般性を持つモデルへと昇華させる。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に進んでおり、これまで通り進める。データのばらつきをおさえるためにサンプルサイズを増加することも考慮に入れている。
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