| 研究課題/領域番号 |
20H02887
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
村瀬 潤 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30285241)
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| 研究分担者 |
中園 幹生 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70282697)
土井 一行 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (80315134)
西内 俊策 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (30726980)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 水稲 / 根圏マイクロバイオーム / アンプリコンシークエンス / 窒素固定 / 根圏 / マイクロバイオーム / HTS / GWAS / 根圏微生物 / 原生生物 / 微生物食物連鎖 / 微生物間相互作用 / 土壌管理 / 微生物相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
根圏は植物と土壌微生物の相互作用のホットスポットである。植物根が土壌微生物に特徴的な生育環境を提供する一方、植物の良好で健全な生長は根圏微生物群集の構成やはたらきと深い関係にある。原生生物による捕食作用は、細菌・糸状菌の群集構造や活性に影響を与える重要なファクターであると認識されているが、根圏での原生生物のはたらきが他の微生物および植物の生育に与える影響はほとんど明らかにされていない。本研究では、水稲根圏における微生物食物連鎖の構造とその機能を解析し、イネの品種と根圏微生物との連関を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
植物根に生息する微生物群集のハイスループット分子分析のための核酸抽出および精製方法を開発した。 施肥条件および無施肥条件で栽培した水稲120品種の根微生物群集の組成と微生物食物連鎖の構造を明らかにした。根微生物群集と、施肥条件によって支配されるイネの遺伝子型および表現型との関係を分析した。GWAS解析により根微生物群集を制御するイネ候補遺伝子を抽出した。根微生物群集の構成に及ぼすイネの遺伝子型、表現型、土壌型の重要性を比較解析した。 根微生物の窒素固定活性と窒素固定遺伝子を定量し、施肥効率の高いイネ品種は施肥にともなう窒素固定活性や特定の窒素固定遺伝子の低下の程度が少ないことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、遺伝情報が明らかとなっているイネ120品種を対象に根に生息する微生物（細菌、古細菌、真核微生物）群集の網羅的解析を行い、イネの遺伝型、表現型との関係を初めて明らかにした。根微生物群集の構成は施肥の影響を大きく受けること、施肥の影響はイネの遺伝型によって異なること、さらに土壌タイプが根微生物群集を規定する重要な因子であることが示され、イネと根圏微生物の相互作用に関する基盤的な知見を提供するができた。また、本研究により得られた根に生息する窒素固定微生物の生態に関する知見は、将来のイネ育種を含め、土壌微生物の機能を活かした低施肥農業、持続的農業に資するものである。
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