熱撹乱による森林土壌微生物生態系の維持機構の包括的解析

• 研究課題/領域番号: 26292180
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学(含ランドスケープ科学)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 笠原 康裕 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20273849)
• 研究分担者: 小椋 義俊 九州大学, 医学研究院, 准教授 (40363585)
• 研究協力者: 佐藤 雅志
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 微生物生態 / メタゲノム / 森林土壌 / 微生物群集構造 / 撹乱 / 群集構造解析 / 土壌

研究成果の概要

抵抗性、復元力、機能重複性を安定性指標として、短期高温撹乱と長期低温撹乱の森林土壌の微生物生態系の維持機構を明らかにすることを目的とした。
＜短期・高温撹乱＞火入れフィールドにおいて、火入れ前と火入れ後1日から経時的に3年後の土壌微生物群集構造解析を行った。火入れ直後に単一種が優先する多様性の消失が観察され、3年目には火入れ前組成に近づきつつある。短期の復元力であることを示した。
＜長期・低温撹乱＞地温5℃の加温温暖化フィールドにおいて、10年間の土壌温暖化にもかかわらず、無処理区と比較して、微生物群集組成に著しい変化は観察されなかった。土壌微生物群集の頑強性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Understory Dwarf Bamboo Affects Microbial Community Structures and Soil Properties in a Betula ermanii Forest in Northern Japan. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kong, B., L. Chen, Y. Kasahara, A. Sumida, K. Ono, J. Wild, A. Nagatake, R. Hatano, T. Hara
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 32 号: 2 ページ: 103-111
  • DOI: 10.1264/jsme2.me16154 10.1264/jsme2.ME16154
  • NAID: 130006789870
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteome analysis of Pseudomonas putida F1 genes induced in soil environments. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morimoto H., Kadoya R, Takahashi K, Kasahara Y.
  • 雑誌名: Environmental Microbiology Reports 巻: 8 ページ: 825-832
  • DOI: 10.1111/1758-2229.12445
  • NAID: 120006220031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 土壌プロテオミクスから考える微生物生態系機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 笠原康裕
  • 雑誌名: 土と微生物 巻: 70 ページ: 41-44
  • NAID: 130005251350
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induction of extracytoplasmic function sigma factors in Bacillus subtilis cells with defects in lipoteichoic acid synthesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Takada, Sanae Fukushima-Tanaka, Masato Morita, Yasuhiro Kasahara, Satoru Watanabe, Taku Chibazakura, and Hirofumi Yoshikawa
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 91(2) ページ: 242-255
  • DOI: 10.1111/mmi.12457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metaproteomic Identification of Diazotrophic Methanotrophs, and their Tissue Localization in Field-grown Rice Roots. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bao, Z., T. Okubo, K. Kubota, Y. Kasahara, H. Tsurumaru, M. Anda, S. Ikeda, K. Minamisawa
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol. 巻: 80 ページ: 5043-5052
  • DOI: 10.1128/aem.00969-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 環境オミックス解析によるソルガム根の窒素固定 Bradyrhizobium 属細菌の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原新太郎、森川峻志、新井沙和、笠原康裕、小柴柴太、山崎清志、藤原徹、徳永毅、南澤究
  • 学会等名: 第12回日本ゲノム微生物学会年会
• [学会発表] ゲノム科学から見えてくる微生物によるヒ素循環 (2017)
  • 著者名/発表者名: 天知誠吾、土屋達哉、笠原康裕、濱村奈津子
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [学会発表] メソルガム根の窒素固定活性とその原因窒素固定細菌の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川峻志、原新太郎、笠原康裕、小柴太一、山崎清志、藤原 徹、徳永 毅、南澤 究
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2017
• [学会発表] 土壌プロテオミクスから考える微生物生態系機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 笠原康裕
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] プロテオーム解析を用いたPseudomonas putida F1株の土壌特異的発現遺伝子の同定と特性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森本 一、門屋亨介、高橋一弘、笠原康裕
  • 学会等名: 第10回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京工業大（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] Proteome analysis of bacterial genes specifically expressed in soil. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kasahara
  • 学会等名: ILTS International Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-12-02
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] Identification and characterization of the soil-specific expression genes in Pseudomonas putida. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hajime Morimoto, Ryosuke Kadoya, Kazuhiro Takahashi and Yasuhiro Kasahara
  • 学会等名: 第30回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 土浦亀城プラザ（茨城県土浦市）
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] N2-fixing methanotroph as non-leguminous rhizobia in paddy rice roots. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiwamu Minasamiwa, Zhihua Bao, Seishi Ikeda, Takashi Okubo, Haruko Imaizumi-Anraku, Kengo Kubota, Yasuhiro Kasahara, Dongyan Liu, Susumu Asakawa
  • 学会等名: 14th International Symposium on Nitrogen Fixation with Non-Legumes
  • 発表場所: Chengdu, China
  • 年月日: 2014-10-30
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] 水稲根における窒素固定メタン酸化細菌のメタプロテオーム同定と組織局在性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 包智華、大久保卓、久保田健吾、笠原康裕、鶴丸博人、按田瑞恵、池田成志、南澤 究
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2014年度大会
  • 発表場所: 東京農工大（東京都府中市）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] No nitrogen fertilization changes rice root microbiome abundant in diazotrophic methanotrophs through a plant symbiosis gene. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiwamu Minamisawa, Seishi Ikeda, Zhihua Bao, Takashi Okubo, Aya Watanabe, Kazuhiro Sasaki, Haruko Imaizumi-Anraku, Takeshi Tokida, Kengo Kubota, Yasuhiro Kasahara, Dongyan Liu, Takeshi Watanabe, Jun Murase, Susumu Asakawa, Mizue Anda, Hirohito Tsurumaru, Ryo Shinoda, Tadashi Sato
  • 学会等名: 15th International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-08-24
  • 国際共著/国際学会である