| 研究課題/領域番号 |
22KJ0034
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| 補助金の研究課題番号 |
21J22147 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分41050:環境農学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
木村 有歌理 (2021, 2023) 北海道大学, 国際食資源学院, 特別研究員(DC1)
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| 特別研究員 |
木村 有歌理 (2022) 北海道大学, 国際食資源学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 窒素循環 / 土壌微生物群集 / アンモニア酸化細菌 / 硝化 / 土壌DNA / 混作 / 土壌微生物 / 多様性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、農地作物の多様化が微生物の群集構造や窒素循環に関連する機能をどのように改変しているのかを調べることである。これまでの研究から、混作による作物の多様化は、微生物の多様性及びアンモニア酸化機能の存在量と関連していることが分かった。また追加で行った培養試験から、微生物群集が多様な土壌ではアンモニア酸化機能を保持する微生物の安定性が高いことが明らかとなった。今後は、混作フィールド試験でサンプリングした土壌の微生物の多様性及び窒素循環遺伝子の存在量を調べる予定である。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は混作による土壌微生物の多様化が、窒素循環に関連する機能をどのように変化させているのかを明らかにすることである。
前年度までの研究で、混作を行い且つ有機肥料を施肥した土壌において、土壌微生物が多様化することが明らかとなった。また、土壌微生物の窒素循環機能を調べたところ、アンモニア酸化機能が増大していることがわかった（Kimura et al., 2022, Agriculture）。この結果をふまえ、土壌微生物の多様性の変化がアンモニア酸化細菌・古細菌の存在量や群集構造とどのように関連するのかを土壌培養試験により調べた。具体的には、土壌微生物の多様性勾配を人為的に形成した土壌に、硫酸アンモニウムを添加し、硝化速度及びアンモニア酸化細菌・古細菌数を定量した。また、アンモニア酸化細菌・古細菌をターゲットとした微生物群集構造の解析を行った。その結果、多様性の高い土壌において、窒素添加後のアンモニア酸化細菌の群集構造の安定性が高いことが示唆された（Mitsuta et al., 2023, Geoderma）。加えて、多様な土壌微生物の存在下でアンモニア酸化細菌による硝化が促進されるメカニズムを調べるために、アンモニア酸化細菌及び土壌細菌の培養試験を行った。その結果、多様性の高い培地で硝化速度が速いことが明らかとなった。また、培養液中の土壌細菌の機能を包括的に解析するために、DNA抽出を行い、ショットガンシーケンスを実施した。現在、このデータの解析を進めており、微生物のゲノム情報から代謝相互作用を推定し、多様な微生物の下でアンモニア酸化が促進されるメカニズムを解明する予定である。
また、前年度にはオランダの半自然草地で土壌サンプルを採取し、窒素循環関連遺伝子の定量及び土壌化学性分析を実施した。この研究成果に関して、学術雑誌に論文を2報投稿した。
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