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塩生植物-微生物共生系を用いた高機能なファイトレメディエーションの創出

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0146
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
研究機関山梨大学

研究代表者

片岡 良太  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (00635104)

研究分担者 谷口 武士  鳥取大学, 乾燥地研究センター, 准教授 (10524275)
黄瀬 佳之  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (00818528)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード塩類集積土壌 / Mesembryanthemum属 / 植物内生細菌 / 植物成長促進効果 / ファイトレメディエーション / Brevundimonas diminuta / 植物生育促進細菌 / M. chilensis / Mesembryanthemum edule / 吸塩性 / 耐塩性 / 植物生育促進微生物 / 内生細菌 / 塩生植物 / Mesembryanthemum spp. / 内生微生物 / 耐塩性微生物
研究開始時の研究の概要

土壌の塩類化が急速に拡大しているトルコ共和国において、塩生植物に内生する微生物の植物生長・吸塩促進効果を明らかにし、ファイトレメディエーションが抱える問題点を全て克服した、これまでにない新たなファイトレメディエーション技術の構築を目的としている。目的を達成するために、トルコで食用として利用できるMesembryanthemum edule (塩生植物)のマイクロバイオームと内生微生物の高塩環境適応戦略を解明し、植物-微生物複合系を利用した新たな浄化技術を創出する。また、塩浄化能を様々な環境下でシミュレーションし、ファイトレメディエーション適応可能範囲を明らかにする。

研究成果の概要

Mesembryanthemum属植物を用いて耐塩性試験を実施した。M. chilensisは塩濃度が100 mMまでは旺盛に生育したが、200 mM以上になると急激に生育不良を示した。しかし、M. eduleはNa含有土壌で生育良好となり、600 mMでも抑制することなく生育した。内生微生物相も、M. chilensisとM. eduleで異なり、多様度指数はM. chilensisで高い値となった。吸塩量の推定モデルで吸塩係数を考慮すれば、処理区に関わらずM. chilensisの吸塩量を正確に予測できた。今後、塩による成長促進作用についても解明し、モデル化する必要があると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ファイトレメディエーションによる土壌修復は時間がかかるという問題点がある。しかし、植物生育促進内生細菌の利用で改善できる可能性を示した。Mesembryanthemum属植物3種を用いたが、M. chilensisやM. eduleでは植物成長を促進する効果的な菌株を選抜できたが、その応用までは達成できなかった。しかし、M. crystallinumについては有用内生細菌を選抜し、その効果も明らかにすることができた。本研究で選抜した植物内生細菌を活用し、Mesembryanthemum属植物の生育を促進することで吸塩能を高めることが出来ればファイトレメディエーションの弱点克服が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] アンカラ大学(トルコ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 植物-微生物複合系を利用した塩類集積土壌の浄化技術2022

    • 著者名/発表者名
      片岡 良太
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 76 ページ: 11-17

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Metabolomics Analyses Reveal Metabolites Affected by Plant Growth-Promoting Endophytic Bacteria in Roots of the Halophyte Mesembryanthemum crystallinum2021

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Ryota、Akashi Mami、Taniguchi Takeshi、Kinose Yoshiyuki、Yaprak Ahmet、Turgay Oguz
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 21 ページ: 11813-11813

    • DOI

      10.3390/ijms222111813

    • 関連する報告書
      2021 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] The Research on Endophytic Microbial Community of Halophytic Plant and Its Application to Phytoremediation of Salinity Soils in Turkey2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota KATAOKA, Oguz Can Turgay, Ahmet Emre Yaprak, Yoshiyuki KINOSE, Takeshi TANIGUCHI
    • 学会等名
      GSS2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩類集積土壌のファイトレメディエーションモデル開発に向けた実験的研究2023

    • 著者名/発表者名
      黄瀬佳之,遠藤美玲,塚田康司,片岡良太
    • 学会等名
      大気環境学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Use of Synthetic Ecology Approach in Exploring Plant Microbial Interactions Under Habitat-Imposed Stresses2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Mahmood, Hande Bardak, Duygu Bozdoan, Taku Yamaguchi, Ali Hamed, Ryota Kataoka
    • 総ページ数
      596
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811677618
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering2022

    • 著者名/発表者名
      Waleed Asghar, Muhittin Onur Akca, Hanife Akca, Ommolbanin Jafari Tarf, Ryota Kataoka and Oguz Can Turgay
    • 総ページ数
      562
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780323855822
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Plant Stress Mitigators2022

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Mahmood, Hande Bardak, Duygu Bozdoan, Taku Yamaguchi, Ali Hamed, Ryota Kataoka, and Oguz Can Turgay
    • 総ページ数
      589
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811677588
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-10-29   更新日: 2025-01-30  

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