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水田メタゲノミクス:持続的生産を支える土壌-根圏微生物とその機能の全貌解明

研究課題

研究課題/領域番号 25252013
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東京大学

研究代表者

妹尾 啓史  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)

研究分担者 大塚 重人  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (10313074)
磯部 一夫  東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (30621833)
連携研究者 服部 正平  早稲田大学, 先進理工学研究科, 教授 (70175537)
黒川 顕  国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (20343246)
高見 英人  (独)海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物領域, チームリーダー (70359165)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
47,580千円 (直接経費: 36,600千円、間接経費: 10,980千円)
2015年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2014年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2013年度: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円)
キーワード水田土壌 / メタゲノム解析 / メタトランスクリプトーム解析 / メタン生成・消去 / 窒素固定 / DNRA / 脱窒 / 脱窒反応 / DNRA反応 / 窒素固定反応 / デルタプロテオバクテリア / 鉄還元菌 / 土壌微生物 / 土壌学
研究成果の概要

近年新たに登場したDNA・RNA塩基配列大規模解読技術を用いて、水田土壌の物質返還反応を駆動している微生物群を網羅的に明らかにすることを試みた。まず、メタン生成・酸化を駆動する微生物群集の局在と変遷を明らかにした。また、還元的窒素循環反応(脱窒、DNRA、窒素固定)を駆動する微生物としてデルタプロテオバクテリア綱に属する鉄還元菌の重要性を明らかにし、水田の窒素循環微生物に関する知見を大きく刷新した。特に、鉄還元菌が水田土壌の硝酸溶脱の低減や窒素肥沃度の維持に大きく寄与している可能性を初めて明らにした。

報告書

(4件)
  • 2016 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Predominant but Previously-overlooked Prokaryotic Drivers of Reductive Nitrogen Transformation in Paddy Soils, Revealed by Metatranscriptomics2017

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Itoh H, Shiratori Y, Isobe K, Otsuka S, Senoo K.
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 32 号: 2 ページ: 180-183

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME16179

    • NAID

      130006789873

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水田土壌の窒素変換微生物:特定・分離とN2O削減への利用2017

    • 著者名/発表者名
      妹尾啓史
    • 学会等名
      第34回 土・水研究会
    • 発表場所
      つくば農林ホール(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水田土壌オミクス解析から見えた陸域生態系における鉄還元菌の新たな機能-還元的窒素変換(Predominant but previously-unseen prokaryotic drivers of reductive nitrogen transformation in paddy soils, unveiled by metatranscriptomics)2017

    • 著者名/発表者名
      増田曜子、伊藤英臣、白鳥豊、磯部一夫、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Overlooked but pivotal prokaryotic drivers involved in reductive nitrogen transformations in paddy soils, captured by metatranscriptomics2016

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y., Itoh H. , Shiratori Y. , Isobe K., Otsuka S., Senoo K.
    • 学会等名
      3rd Thunen Symposium on Soil Metagenomics
    • 発表場所
      Braunschweig, Germany
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水田土壌に優占する微生物の新機能:鉄還元菌こそが窒素循環に重要である2016

    • 著者名/発表者名
      増田曜子、伊藤英臣、白鳥豊、磯部一夫、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第31回大会
    • 発表場所
      横須賀市文化会館(神奈川県横須賀市)
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水田土壌に優占するDeltaproteobacteriaの窒素固定・脱窒・DNRAへの寄与-オミクス解析による水田窒素循環微生物コミュニティの刷新-2016

    • 著者名/発表者名
      田伏曜子・伊藤英臣・白鳥豊・磯部一夫・大塚重人・妹尾啓史
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会2016年度大会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Denitrifying Microbial Community in Agricultural Soils: Key Players Involved in N2O Generation and Elimination2016

    • 著者名/発表者名
      Keishi Senoo
    • 学会等名
      105th International Symposium and Annual Meeting of the Korean Society for Applied Biological Chemistry
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Greenhouse gas and soil microorganisms: N2O generating and eliminating microbial communities in agricultural soils2016

    • 著者名/発表者名
      Keishi Senoo
    • 学会等名
      China-Japan Environmental Microbiology Forum
    • 発表場所
      Chongquing, China
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水田土壌の窒素循環に寄与する新規微生物群の発見2015

    • 著者名/発表者名
      田伏 曜子, 角田 洋子, 伊藤 英臣, 白鳥 豊, 磯部 一夫, 大塚 重人, 妹尾 啓史
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第30回大会 7th JTK Symposium
    • 発表場所
      土浦亀城プラザ(茨城県土浦市)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メタゲノム解析からみた水田土壌における窒素代謝関連遺伝子の詳細2015

    • 著者名/発表者名
      角田洋子、伊藤英臣、磯部一夫、白鳥豊、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2015年度京都大会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水田土壌のメタトランスクリプトーム解析-微生物群集構造と炭素・窒素循環機能遺伝子の解析-2015

    • 著者名/発表者名
      田伏曜子、伊藤英臣、白鳥豊、磯部一夫、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2015年度京都大会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] メタトランスクリプトーム解析から見た水田土壌の炭素・窒素循環とそれを駆動する微生物2015

    • 著者名/発表者名
      田伏曜子、伊藤英臣、白鳥豊、磯部一夫、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水田におけるバルクおよび根圏土壌細菌群集の構造とその周年変動2014

    • 著者名/発表者名
      角田洋子、白鳥豊、伊藤英臣、堀知行、西澤智康、磯部一夫、大塚重人、妹尾啓史
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2014
    • 発表場所
      アクトシティ浜松
    • 年月日
      2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 21世紀の土壌微生物研究の目指すもの2014

    • 著者名/発表者名
      妹尾啓史
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2014
    • 発表場所
      アクトシティ浜松
    • 年月日
      2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水稲根圏の微生物の群集組成とその栽培期間における変動-16Sメタアンプリコンシーケンスによる解析-2014

    • 著者名/発表者名
      角田洋子・白鳥豊・伊藤英臣・堀知行・西澤智康・磯部一夫・大塚重人・妹尾啓史
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2014年度東京大会
    • 発表場所
      東京農工大学工学部
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-22  

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