根圏効果の視覚化による植物根-微生物相互関係解析手法の開発

• 研究課題/領域番号: 23658062
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 信濃 卓郎 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター・生産環境研 究領域, 上席研究員 (20235542)
• 研究分担者: 藤巻 秀 独立行政法人 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (20354962) ; 中村 卓司 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター・生産環境研 究領域, 主任研究員 (60399425)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 土壌環境 / 根圏 / 根圏土壌 / 根分泌物 / 光合成産物 / 土壌微生物 / メタボローム / メタゲノム

研究概要

短半減期の炭素の放射性同位元素である^<11>Cを二酸化炭素として地上部に同化し、その根圏への分布を解析したところ、側根が発生している根ごく近傍に分布していた。根分泌化合物の解析を低分子と高分子(タンパク質)に関して進めると同時に、根ごく近傍の根圏土壌の微生物群集構造解析、機能性解析を根圏微生物DNAを対象にパイロシーケンシング法で行った結果、植物の生長を説明可能な機能性遺伝子の変動があることが見いだされた。

研究成果

• [雑誌論文] 植物根圏微生物の機能解析手法開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 雑誌名: 日草誌 巻: 59(1) ページ: 70-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metagenomic Analysis of the Rhizosphere Soil Microbiome with Respect to Phytic Acid Utilization (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Unno
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 28 号: 1 ページ: 120-127
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME12181
  • NAID: 10031138552
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolite profiling of shoot extracts, root extracts, and root exudates of rice plant under phosphorus deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Tawaraya, K., Horie, R., Saito, A., Shinano, T., Wagatsuma, T., Saito, K. and Oikawa, A
  • 雑誌名: Journal of Plant Nutrition 巻: 36(7) ページ: 1138-1159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolite profiling of shoot extracts, root extracts, and root exudates of rice plant under phosphorus deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Tawaraya, K., Horie, R., Saito, A., Shinano, T., Wagatsuma, T., Saito, K., Oikawa, A
  • 雑誌名: J Plant Nutr 巻: 36 号: 7 ページ: 1138-1159
  • DOI: 10.1080/01904167.2013.780613
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物資材の可能性と課題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 雑誌名: ニューカントリー 巻: 70 ページ: 126-127
• [雑誌論文] Effect of exogenous phosphatase and phytase activities on organic phosphate mobilization in soils with different phosphate adsorption capacities (2012)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 58 ページ: 41-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of mitochondria in roots and hypocotyls of soybean under flooding stress using proteomics and metabolomics techniques. (2012)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, S.
  • 雑誌名: Journal of Proteome Research 巻: 10 ページ: 3933-4004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of supercritical fluid chromatography/mass spectrometry to lipid profiling of soybean. (2012)
  • 著者名/発表者名: Lee, J.W.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 113 ページ: 262-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential responses of microsomal proteins and metabolites in two contrasting cadmium (Cd)-accumulating soybean cultivars under Cd stress. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ahsan, N.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 42 ページ: 317-327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of secreted proteins from aseptically grown rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T., Komatsu, S., Yoshimura, T., Tokutake, S., Kong, F-J., Watanabe, T., Wasaki, J. and Osaki, M
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 72(4-5) ページ: 312-320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of secreted proteins from aseptically grown rice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 73 ページ: 312-320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionomic response of Lotus japonicas to different root-zone temperature. (2011)
  • 著者名/発表者名: Quadir, Q.F.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 57 ページ: 221-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物の有害元素 (2011)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 82 ページ: 504-510
• [学会発表] 植物と土壌の接点?根圏?をめぐる研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 第30回農薬環境科学研究会
  • 発表場所: 前橋
• [学会発表] Evaluation of microbial community structure and function in the field soil by using a comprehensive analysis methods of soilDNA and RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno, Y. and Shinano, T
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Behavior of Rhizosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T
  • 学会等名: 北海道国際農学会議 2012
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 植物根圏微生物の機能解析手法開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 日本草地学会
  • 発表場所: 江別
• [学会発表] Nano LC-MS analysis onroot secreting proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T, 他
  • 学会等名: Roots to theFuture conference, ISRR2012
  • 発表場所: Dundee, England
• [学会発表] Evaluation of microbial community structure and function in the field soil by using a comprehensive analysis methods of soil DNA and RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno, Y.
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
  • 発表場所: 豊橋技術大学（豊橋市）
• [学会発表] 植物根圏微生物の機能解析手法開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 日本草地学会
  • 発表場所: 酪農学園大学（江別市）
  • 招待講演
• [学会発表] Behavior of Rhizosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 学会等名: 北海道国際農学会議２０１２
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 植物と土壌の接点ー根圏ーをめぐる研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 農業環境科学研究会
  • 発表場所: マロウドイン熊谷（熊谷市）
  • 招待講演
• [学会発表] Metatranscriptomic approach to analyze freeze-thaw stress on the structure and function of soil microbiota with respect to denitrification process (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno, Y.
  • 学会等名: Plant and Microbe Adaptation to Cold 2012
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] ミヤコグサAtMOT1相同遺伝子の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 箱山雅生
  • 学会等名: 第５３回日本植物整理学会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] リン欠乏及びアルミニウム障害時におけるシロイヌナズナ野生株およびリンゴ酸分泌変異株の根浸出物の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山隼人
  • 学会等名: 第５３回日本植物整理学会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] Ionomic study of soybean seed affected by previous cropping with mycorrhizal plant, manure and P applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimin Shsa
  • 学会等名: 第５３回日本植物整理学会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] 微生物全体から見たわずかな違いがもたらす植物生産性への意義 (2011)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 日本土壌微生物生態学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Metagenomic approach reveals the rhizosphere function on phytate utilization. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 学会等名: Rhizosphere 3
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Characterization of Phosphate Utilization in Arabidopsis thaliana Natural Accessions Grown on Soil (2011)
  • 著者名/発表者名: Furutani, A.
  • 学会等名: Rhizosphere 3
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Metagenomic analysis on the rhizosphere soil microbiome. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 学会等名: 3rd International Workshop "Advances in Science and Technology of Natural Resources"(招待講演)
  • 発表場所: Pucon, CHile
• [学会発表] Phosphorus starvation changes the metabolic flow in rice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Frontiers in Agriculture Proteome Research(招待講演)
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 土壌に根ざした作物栄養学の貢献―農業再考― (2011)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 日本学術振興会・日本土壌肥料学会共催シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 根の世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: サッポロ農学校２０１１(招待講演)
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 微生物全体から見たわずかな違いがもたらす植物生産性への意義 (2011)
  • 著者名/発表者名: 信濃卓郎
  • 学会等名: 日本土壌微生物生態学会シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] トウモロコシの有機質肥料効率利用メカニズムの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太平佳菜
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 飽和土壌中の一酸化二窒素濃度の低温領域での温度依存性と凍結・融解の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田幸良
  • 学会等名: 土壌物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [図書] In: Frans J. de Brjin (ed.) MolecularMicrobial Ecology of the Rhizosphere Wiley-Blackwell Publishers (2013)
  • 著者名/発表者名: Unno, Y. and Shinano, T
  • 出版者: Metagenomic analysis on the rhizosphere soil microbial community
• [図書] Metagenomic analysis on the rhizosphere soil microbial community. In: Molecular Microbial Ecology of the Rhizosphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Unno, Y.
  • 総ページ数: 1328
  • 出版者: Wiley-Blackwell Publishers
• [図書] 土壌科学を基盤とする学術の動向と展開:Part1作物の生産基盤としての土壌科学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三枝雅彦・太田健・信濃卓郎・南澤究・稲村達也
  • 出版者: 土肥誌
• [図書] Frontiers in Agriculture Proteome Research (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T.
  • 出版者: NARO Institute of Crop Science
• [備考]
  • URL: http://cse.naro.affrc.go.jp/shinano/