| 研究課題/領域番号 |
15H04446
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
内野 彰 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター 生産体系研究領域, 上級研究員 (20355316)
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| 研究分担者 |
浦嶋 泰文 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター 土壌肥料研究領域, 上級研究員 (90355610)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 有機農業 / コナギ / 米ぬか / 水稲有機栽培 |
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| 研究実績の概要 |
米ぬか散布後の土壌中に増殖する土壌微生物の代謝産物を介した抑草機構を検証するため、本年度は以下の研究を行った。
（１）室内実験系の作成
米ぬか散布後のコナギ抑草効果が異なる2種類の土壌について、風乾土壌と蒸留水を混合して1週間後の土壌ろ液と米ぬかを混合し、この混合液を用いてコナギ発芽試験を行った。この結果、温度、米ぬか量およびコナギ種子の条件を検討することで、コナギ抑草効果を再現する実験系の条件が明らかとなった。この実験系では、土壌ろ液を滅菌するとコナギの発芽抑制が認められなかったことから、土壌ろ液中に存在する微生物が発芽阻害に関与していると考えられた。コナギ抑草効果が異なる2種類の土壌については、圃場における効果と整合性のある結果が得られたが、実験の再現性について更なる確認が必要であった。
（２）コナギ発芽阻害に関与する微生物の同定
上記の室内実験系で作成した土壌ろ液について、ろ液中の細菌のDNAを単離し、PCR-DGGE法でrRNAのバンドパターンを比較し、コナギ発芽阻害活性と相関するrRNAのバンドを検討した。その結果、数本の候補となるバンドが得られたが、土壌間差と明瞭に相関するバンドが認められなかった。一方、試験圃場において米ぬか散布後1週間および2週間後の土壌を採取し、抑草効果の高い圃場と低い圃場土壌についてPCR-DGGE法でrRNAのバンドパターンを比較したところ、細菌では極めて多数のバンドが得られたため抑草効果と相関するバンドを確認するのが困難であったが、糸状菌については再現性良く抑草効果と相関する数本のバンドが認められた。このため、今後は室内実験系でも糸状菌DNAのバンドパターンを検討していくとともに、細菌DNAについても候補となるrRNAについて特異的プライマーを作成し、実際にどのような発現量となっているかを確認していく作業が必要と考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では、芳香族カルボン酸類を抑草物質の候補として同定を進める予定であったが、初年度の試験結果から、別の要因を想定する必要が生じたため、本年度から試験系を見直して抑草物質の候補をあらためて同定することとした。しかし、本年度は試験系がある程度確立されたものの候補物質の同定に着手することができなかった。またPCR-DGGE法による土壌微生物の同定は、解析に着手したものの候補となる微生物のrRNAの解析まで至らず、種の同定ができなかった。本年は実験系について一定の目途が立ったことから、抑草物質の候補と微生物の候補について急ぎ解析を進めることとした。このように当初の計画どおり研究が進まず、計画の変更となっていることから進捗状況を「やや遅れている」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）室内実験系の検討
実験系の再現性について確認するとともに、米ぬかと土壌ろ液の混合比率を検討し、土壌ろ液の影響を適性に評価する実験条件を更に検討する。
（２）コナギ発芽阻害物質および微生物の同定
発芽阻害活性のある溶液を分画・精製して発芽阻害物質同定のための実験系を組み立て、HPLCやGC-MSなどを用いて発芽阻害物質の同定を試みる。また発芽阻害活性のある米ぬか混合溶液から、細菌および糸状菌のDNAを単離し、PCR-DGGE法でrRNAのバンドパターンを比較し、コナギ発芽阻害活性と相関するrRNAのバンドを明らかにする。相関の高いrRNAの塩基配列を決定した後は、その配列をデータベースで検索することにより、コナギ発芽阻害活性と関連性の高い微生物群を同定する。
（３）コナギ発芽阻害と微生物との相関関係の検証
塩基配列を決定した微生物について特異的PCRプライマーを作成し、あらためて土壌ろ液に対してPCRを行うことにより、室内実験系における微生物量とコナギ抑制効果との関係を検証する。さらに中央農業研究センターの有機水稲試験圃場5筆および現地試験圃場11筆について、代かき1～2週間後の表層1cmの土壌を採取し、この中の土壌微生物DNAを採取して、作成したプライマーでPCRを行う。これにより現地試験圃場の米ぬかの抑制効果と微生物量との関係を検証する。
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