| 研究課題/領域番号 |
23K21170
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02108 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
境 雅夫 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (20225775)
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| 研究分担者 |
山田 直隆 九州大学, 農学研究院, 助教 (20304769)
池永 誠 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (70511822)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 窒素固定 / セルロース分解 / 細菌群集 / 植物体分解 / 微生物生態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では「窒素固定菌の新規な炭素源獲得戦略としての異種微生物間共生型窒素固定システムの解明と利用」に関する研究を目的とする。これまで、土壌生態系における窒素固定菌は、大きく2つの生態型が推定されてきた。①土壌中で自由生活をする単生型の窒素固定菌、②植物との共生生活（緩やかな共生を含む）をする共生型の窒素固定菌、の2つの生態型である。この従来の生態型に加えて、窒素固定菌の炭素源獲得戦略の違いに基づき、新たに③セルロースを分解する嫌気性細菌と共生的に生活する「異種微生物間共生型の窒素固定菌」による新規な窒素固定システムの存在を明らかにし、その構造・機能・生態を解明する。
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| 研究成果の概要 |
新奇な炭素源獲得戦略の生態型（異種微生物間共生型窒素固定）を示す細菌群集の構造・機能・生態を明らかにした。セルロース分解活性と窒素固定活性を示す群集は様々な土壌環境から得られるため、異種微生物間共生型窒素固定菌群集は土壌生態系に広く存在して土壌窒素の供給に寄与することが示唆された。また、環境ごとに異なる多様な群集構造の形成要因として、微生物集団間の「群集融合」が推定された。さらに、群集の共起ネットワーク解析の結果から、群集の機能性や安定性には異種細菌間の相互作用が重要であり、群集融合により増加したDesulfobulbus等の細菌種がキーストーン種として重要な役割を果たすことが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
異種微生物間共生型窒素固定菌群集は土壌生態系に広く存在して窒素供給に寄与すること、この群集は「群集融合」プロセスにより形成されること、多種類の細菌種が相互作用により高い機能性を発揮することを明らかにした。これは土壌微生物が複雑な機能を発現するために異種微生物群集（コンソーシア）を形成することを示す成果であり、微生物生態学における学術的意義がある。また、培養困難な細菌種を含む異種微生物群集の機能性と構造的安定性を「群集融合」により制御できる可能性を見出したことから、未利用植物バイオマス（セルロース）利用のような産業応用が期待されている複合微生物系の構築と制御の技術に貢献する成果である。
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