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2017 年度 実施状況報告書

樹木における重金属集積への内生菌の関与と樹木内ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K08110
研究機関名古屋大学

研究代表者

富岡 利恵  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (40456588)

研究分担者 竹中 千里  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (40240808)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードタカノツメ / リョウブ / コシアブラ / 内生菌 / 重金属蓄積
研究実績の概要

本申請課題は広範囲におよぶ重金属汚染土壌の土壌浄化や汚染拡大防止のため、重金属集積植物を利用したファイトレメディエーション技術の確立を目指し研究を行っている。申請課題の目標はそれぞれ特異的な金属を集積するタカノツメ、リョウブ、コシアブラを対象に、それらの金属集積メカニズムの解明と各樹種の内生菌と金属蓄積との関係性、および樹体内における内生菌ネットワークの存在を明らかにすることである。
H29年度において、ZnとCdを集積するタカノツメの葉に内生する特徴的な糸状内生菌の共存培養下における競争関係と重金属がその関係性に及ぼす影響について調べた。その結果、タカノツメの病徴のある葉に優占していた菌は高濃度Znや高濃度のZnとCd混合培地において生育が抑制された。一方、タカノツメ葉において優占度が高く、金属キレート物質や植物ホルモンの生産性の高い種が、高濃度Zn培地や高濃度のZnとCdの混合培地での成長がよかった。この結果から、タカノツメの葉内の高濃度Znである環境条件がタカノツメにとって有益だと考えらえる菌種が生育しやすく、病害を引き起こすと考えられる菌の繁殖を抑制していると推察された。
また、NiとCoを集積するリョウブの葉において、Niは葉縁と主脈に集積し、Coは葉の先端部に集積することがXRF分析より明らかになり、XAFS解析より葉内の有機酸分析結果から、リョウブ葉内ではNiはシュウ酸やコハク酸、またはヒスチジンなどとキレート結合し、Coは硫酸と結合した形態で存在していることが推察された。
Mnを集積するコシアブラは放射性Csも集積する。この集積にAM菌が関与するかどうかを調査してきた。ルートコンパートメント法を用いたポット実験より、放射性Cs吸収が盛んであった土壌中のAM菌胞子数と細根中の放射性Cs濃度に有意な相関が見られ、その胞子は主にGlomus属であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本申請課題は概ね順調に進んでいる。タカノツメとリョウブの内生菌の網羅的解析条件検討を進めた。樹種と植物組織の違いにより、解析条件を変更する必要があり、これまで採用してきた方法とは異なる手法を取り入れた。
リョウブについて、内生菌と金属集積や生育促進との関係性が顕著に見られなかったことから、リョウブ樹木の持つNiとCo集積メカニズムをより詳細に把握するための実験を進め、上記実績を得た。
コシアブラについてはMn集積にはAM菌が関与していない可能性が示され、放射性Cs集積にはAM菌が関与している可能性を示すことがフィールド調査およびポット実験結果から明らかになった。

今後の研究の推進方策

H30年度はタカノツメとリョウブにおける樹体各組織の内生菌と金属集積との関係性を明らかにすることを目的に、昨年度から検討すすめている解析条件を決定し、解析を行う。また、特定の金属を集積しない樹木との比較も行い、集積樹木における金属集積と内生菌との関係性を明らかにしたい。
コシアブラについては、放射Cs吸収のAM菌の関係性についてより深く理解をするために、どのAM菌がCs吸収に関係しているのかを、細根に感染しているAM菌の同定、単離と各種のAM菌単独接種を行い明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

当該年度中に投稿論文を作成し、英文校閲に出す予定であったが、共著者との間の原稿作成・修正等に予定よりも時間がかかり間に合わなかったため、次年度使用額と当該年度以降分として請求する。
投稿論文はすでに完成し、予定通り英文校閲に出しているところである。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

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) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Accumulation of cobalt and nickel in tissues of Clethra barbinervis in a metal dosing trial2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Rie Tomioka, Chisato Takenaka
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 421 ページ: 273,283

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11104-017-3455-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] タカノツメ重金属集積特性と内生菌相との関係2018

    • 著者名/発表者名
      織邊尚子、岡野由季、富岡利恵、竹中千里
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
  • [学会発表] 重金属集積樹木における重金属集積特性とその意義2018

    • 著者名/発表者名
      富岡利恵、織邊尚子、岡野由季、山口毅志、竹中千里
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 樹木リョウブの重金属輸送・蓄積における選択性2017

    • 著者名/発表者名
      山口毅志、竹中千里、富岡利恵
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2017年度大会
  • [学会発表] 重金属集積樹木タカノツメの葉内生糸状菌の関係性2017

    • 著者名/発表者名
      織邊尚子、岡野由季、富岡利恵、竹中千里
    • 学会等名
      第7回中部森林学会大会

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公開日: 2018-12-17  

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