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ヤムイモの窒素固定エンドファイトの解明と農業革新

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0046
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 次世代の農資源利用
研究機関東京農業大学

研究代表者

志和地 弘信  東京農業大学, 国際食料情報学部, 教授 (40385505)

研究分担者 朴 炳宰  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (00538879)
遠城 道雄  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (60194651)
研究期間 (年度) 2018-07-18 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード作物学 / 育種学 / ヤムイモ / 栽培技術 / 施肥技術 / 窒素固定細菌 / 植物生育促進細菌 / 微生物工学 / イネ / バイオインフォマティック
研究成果の概要

ヤムイモに共生する窒素固定細菌を用いた作物栽培技術の開発を目指した。本研究において、ヤムイモから18属22種の窒素固定細菌を分離した。分離された窒素固定細菌のRhizobium sp.は、ヤムイモに内生するために特化した新種の菌であると推定された。分離されたAgrobacterium sp.をダイジョ(ヤムイモの一種)に接種した結果、イモの重量及び葉の窒素含有量が大きくなった。細菌のメタ16S解析の結果、ダイジョの細菌は5属のProteobacteriaが主であった。さらに、5種類の細菌をそれぞれイネ(陸稲)に接種したところ、いくつかの細菌で生育を促す効果があった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヤムイモに多くの種類の窒素固定細菌が共生することはこれまでに報告がなかった。本研究で得られた成果は細菌と共生する作物の特徴の解明や細菌を利用した新しい畑作の肥培管理技術の開発につながると期待された。特に、植物生育促進細菌や窒素固定エンドファイトを利用した作物栽培システムの開発は経済的に化学肥料投入が困難な開発途上国において重要になると考えられる。現在、これらの細菌の分離・同定並びに機能性の研究はアフリカのナイジェリアの国際熱帯研究所に技術移転しており、細菌利用の研究が開始されている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] 国際熱帯農業研究所(IITA)(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 国際熱帯農業研究所(IITA)(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国際熱帯農業研究所(IITA)(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bacterial Community of Water Yam (<i>Dioscorea alata</i> L.) cv. A-192022

    • 著者名/発表者名
      1.Kihara, Shunta, Yamamoto Kosuke, Hisatomi Atsushi, Shiwa Yuh, Chu Chia-Cheng, Takada Kanako, Ouyabe Michel, Pachakkil Babil, Kikuno Hidehiko, Tanaka Naoto, Shiwachi Hironobu
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 37 号: 2 ページ: n/a

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME21062

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth of Water Yam (Dioscorea alata L.) as Affected by Bacterial Inoculation under Growth Chamber Conditions.2021

    • 著者名/発表者名
      Liswadiratanakul Sumetee, Michel Ouyabe, Hideki Hinomizu, Kanako Takada, Hidehiko Kikuno, Babil Pachakkil and Hironobu Shiwachi
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 65 ページ: 41-48

    • NAID

      130008065605

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhizobium dioscoreae sp. nov., a plant growth-promoting bacterium isolated from yam (Dioscorea species)2020

    • 著者名/発表者名
      Michel Ouyabe, Naoto Tanaka, Yuh Shiwa, Nobuyuki Fujita, Hidehiko Kikuno, Pachakkil Babil and Hironobu Shiwachi
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: ー 号: 9 ページ: 5054-5062

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.004381

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response of upland rice (Oryza sativa L.) inoculated with non-native plant growth-promoting bacteria2020

    • 著者名/発表者名
      Michel Ouyabe, Irie Kenji, Tanaka Naoto, Hidehiko Kikuno, Babil Pachakkil and Hironobu Shiwachi
    • 雑誌名

      Agronomy

      巻: 10 号: 6 ページ: 903-903

    • DOI

      10.3390/agronomy10060903

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Infection Route of Endophytic Nitrogen-fixing Bacteria in Water Yam (<i>Dioscorea alata</i> L.)2020

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Shiwachi, Natsumi Miwa, Kanako Takada, Michel Ouyabe, Babil Pachakkil, Hidehiko Kikuno, and Naoto Tanaka
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 64 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.11248/jsta.64.1

    • NAID

      130007869005

    • ISSN
      1882-8450, 1882-8469
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nitrogen-Fixing Bacteria Associated with Yams (Dioscorea spp.) Growth2019

    • 著者名/発表者名
      Hironobu SHIWACHI, Hidehiko KIKUNO Pachakkil BABIL, Michel OUYABE, Kanako TAKADA, Natsumi MIWA and Naoto TANAKA
    • 雑誌名

      熱帯農業研究

      巻: 12 ページ: 121-122

    • NAID

      130007868952

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Isolation of Nitrogen-Fixing Bacteria from Water Yam (Dioscorea alata L.)2019

    • 著者名/発表者名
      Kanako TAKADA, Naoto TANAKA, Hidehiko KIKUNO, Pachakkil BABIL, Michio ONJO, Byoung-Jae PARK, and Hironobu SHIWACHI
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 63 ページ: 198-203

    • NAID

      130007898141

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of Biological Nitrogen Fixation in Lesser Yam (<i>Dioscorea esculenta</i> L.) Associated with Endophytic Diazotrophic Bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Michel OUYABE, Hidehiko KIKUNO, Naoto TANAKA, Pachakkil BABIL, and Hironobu SHIWACHI
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 63 号: 3 ページ: 131-139

    • DOI

      10.11248/jsta.63.131

    • ISSN
      1882-8450, 1882-8469
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endophytic Nitrogen-Fixing Bacteria of Water Yam (<i>Dioscorea alata</i> L.) in Relation with Fertilization Practices2019

    • 著者名/発表者名
      Michel OUYABE, Hidehiko KIKUNO, Naoto TANAKA, Pachakkil BABIL, and Hironobu SHIWACHI
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 63 号: 3 ページ: 122-130

    • DOI

      10.11248/jsta.63.122

    • ISSN
      1882-8450, 1882-8469
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation and identification of nitrogen-fixing bacteria associated with Dioscorea alata L. and Dioscorea esculenta L.2019

    • 著者名/発表者名
      Michel OUYABE, Hidehiko KIKUNO, Naoto TANAKA, Pachakkil BABIL and Hironobu SHIWACHI
    • 雑誌名

      Microbial Resources and Systematics

      巻: 35 ページ: 3-11

    • NAID

      40022001014

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of the Source of Nitrogen During Water Yam (<i>Dioscorea alata</i> L.) Growth Using δ<sup>15</sup>N Observations2018

    • 著者名/発表者名
      Kanako Takada, Hidehiko Kikuno, Pachakkil Babil and Hironobu Shiwachi
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 62 号: 3 ページ: 124-131

    • DOI

      10.11248/jsta.62.124

    • NAID

      130007497597

    • ISSN
      1882-8450, 1882-8469
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヤムイモ(Dioscorea spp.)から分離された細菌の植物生育促進特性2021

    • 著者名/発表者名
      生川友亮、Ouyabe Michel、高田花奈子、Liswadiratanakul Sumetee、田中尚人、松本亮、志和地弘信
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第130回講演会(オンライン)2021年11月13日
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイジョ(Dioscorea alata L.)から分離された窒素固定細菌Agrobacterium sp.の作物への感染機構2021

    • 著者名/発表者名
      森巧大、山本絋輔、Ouyabe Michel、田中尚人、志和地弘信
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第130回講演会(オンライン).2021年11月13日
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metagenomic Analysis of Nitrogen-Fixing Bacteria in Six Accessions of White Guinea Yam (Dioscorea rotundata Poir.)2020

    • 著者名/発表者名
      Ayodeji Peter Idowu, Kosuke Yamamoto, Yuh Shiwa, Minenosuke Matsutani, Kanako Takada, Michel Ouyabe, Babil Pachakkil, Hidehiko Kikuno, Asrat Asfaw, Ryo Matsumoto and Hironobu Shiwachi
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第128回講演会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイジョ(Dioscorea alata L.)における共生細菌叢のメタ16S 解析2020

    • 著者名/発表者名
      木原駿太、山本絋輔、志波優、朱 家成、髙田花奈子、Ouyabe Michel、パチャキル バビル、菊野日出彦、田中尚人、志和地弘信
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第128回講演会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 15N希釈法によるホワイトギニアヤムの窒素固定量の推定2020

    • 著者名/発表者名
      髙田 花奈子・松本 亮・石川 春樹・パチャキル バビル・菊野 日出彦・志和地 弘信
    • 学会等名
      日本作物学会第249回講演会 筑波産学連携支援センター(つくば市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Agrobacterium sp. Strain 343 Inoculation on the Growth of Water Yam (Dioscorea alata L.) under Greenhouse Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Sumetee Liswadiratanakul, Michel Ouyabe, Kodai Mori, Kanako Takada, Hidehiko Kikuno, Pachakkil Babil and Hironobu Shiwachi
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第127回講演会(東京農工大学府中キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Possibility of nitrogen fixing to white yam (Dioscorea rotundata) using Natural abundance of 15N2019

    • 著者名/発表者名
      Kanako Takada, Ryo Matsumoto, Haruki Ishikawa, Asrat AMELE, Babil PACHAKKIL, Hidehiko Kikuno and Hironobu Shiwachi
    • 学会等名
      Tropentag 2019 (Universities of Kassel and Goettingen、ドイツ)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Isolated Bacterial Inoculation on Water Yam (Dioscorea alata L.) as a Plant Growth Promoting Bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Sumetee Liswadiratanakul, Michel Ouyabe, Hideki Hinomisu, Kanako Takada, Hidehiko Kikuno, Pachakkil Babil and Hironobu Shiwachi
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第126回講演会(アトールエメラルド宮古島)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メタ16S解析法によるダイジョ共生細菌叢の解明2019

    • 著者名/発表者名
      朱 家成、山本絋輔、志波優、Michel Ouyabe、高田花奈子、パチャキル バビル、菊野日出彦、田中尚人、志和地弘信
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第126回講演会(アトールエメラルド宮古島)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Biological Nitrogen Fixation in Water Yam (Dioscorea alata L.) and Lesser Yam (Dioscorea esculenta L.) Associated with Endophytic Diazotrophic Bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Michel OUYABE, Hidehiko KIKUNO, Naoto TANAKA, Pachakkil BABIL and Hironobu SHIWACHI
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第125回講演会 (千葉大学)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Diversity of Nitrogen-fixing bacteria associated with yams (Dioscorea spp.)2018

    • 著者名/発表者名
      Michel Ouyabe, Hidehiko Kikuno, Naoto Tanaka, Pachakkil Babil, Hironobu Shiwachi
    • 学会等名
      Tropentag 2018 (ゲント大学、ベルギー)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ヤムイモの窒素固定エンドファイトの解明と農業革新

    • URL

      https://www.nodai.ac.jp/academics/int/int/sdgs/03/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 植物成長促進・窒素固定細菌で農業革新

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=itbyy2ST8Dw

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 新規窒素固定細菌、植物成長促進剤及び植物の栽培方法2019

    • 発明者名
      志和地弘信、田中尚 人、菊野日出彦、パ チャキルバビル
    • 権利者名
      東京農業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-209500
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 新規窒素固定細菌、植物成長促進剤及び植物の栽培方法2019

    • 発明者名
      志和地弘信、田中尚人、菊野日出彦、パチャキルバビル
    • 権利者名
      東京農業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-209500
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2023-01-30  

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