研究課題/領域番号 |
22K20587
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研究種目 |
研究活動スタート支援
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
0602:生産環境農学およびその関連分野
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研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
研究代表者 |
伊藤 虹児 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 研究員 (70828863)
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研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | ヒ素 / 水田 / 土壌微生物学 / メタトランスクリプトーム / 水田土壌 |
研究開始時の研究の概要 |
コメを生産する水田は還元条件であるため、土壌中のヒ素(As)がイネに吸収されやすい亜ヒ酸(As(III))へ変化する。しかしAs(III)の生成と溶出が土壌により異なる要因は、土壌理化学性から十分説明できない。それは、As動態への土壌微生物の寄与が大きいためである。しかし日本の水田土壌中でAs動態に関与する微生物群集構造やAs代謝遺伝子の機能レベルは分かっていない。本申請研究では日本全国の水田土壌の微生物群集構造解析とAs代謝遺伝子発現解析から、還元条件下でのAs(III)溶出の決定因子と作用機序を明らかにすることを目的とする。
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研究実績の概要 |
2種の水田土壌を湛水条件下で静置培養、あるいは好気的に振盪培養し、3日目の核酸を抽出した。RNA、DNAはそれぞれメタトランスクリプトーム解析に供した。シーケンス量は21.54 ~ 27.41 Gbだった。また、得られたリード数はメタトランスクリプトーム解析でおよそ1億4千万 から1億8千万リードだった。 これらの生リードをSolexaQAによって前処理し、ターゲットとするヒ素代謝遺伝子(arxA, aioA, arrA, ttrA)をアセンブルするためにMegaGTA (Li et al, 2017) を使用した。対象とする遺伝子のうちarxA、aioA、arrAはDunivin et al. 2019で構築されたデータベースを用い、ttrAに関してはカスタムデータベースを用いた。 その結果、静置培養した処理区ではいずれの土壌もarrAではなく、ttrAのコンティグがアセンブルされた。またこれらのコンティグは好気的に震盪培養した処理区からは全く検出されなかったことから、2種の土壌に於いてはこれまで広く研究されている異化的ヒ酸還元酵素遺伝子arrAではなく、新規にヒ酸還元酵素遺伝子として発見されたttrAが土壌溶液中ヒ素溶出に関与している可能性が示唆された。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
水田土壌からメタトランスクリプトーム解析に供試するための十分なRNAを抽出するための条件検討が未だに続いている状況である。特に、灰色低地土に於いては現在使用しているRNeasy PowerSoil Total RNA kitで殆ど抽出できていないため、当該キットのような間接抽出法ではなく、直接抽出法も試す必要性がある。
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今後の研究の推進方策 |
RNA抽出に関しては直接抽出法を試す。 また、MegaGTAに用いるターゲット遺伝子のデータベースを拡充する。
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