Cryo-TOF-SIMS/SEMによる根圏効果のサブミリスケールの可視化

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15075
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境農学(含ランドスケープ科学)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 村瀬 潤 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30285241)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 水稲 / 根圏効果 / 化学環境 / 濃度勾配

研究成果の概要

水稲根圏の化学環境をサブミリスケールで可視化することを試みた。軟寒天培地のミニ根箱で栽培した水稲幼苗を寒天ごと切り出して瞬間凍結し、最近開発された、飛行時間二次イオン質量分析／走査電子顕微鏡(Cryo-TOF-SIMS/SEM)システム用いて根および周辺のイオン濃度分布を数１００マイクロメータの範囲で可視化することに成功した。原生生物の空間分布からも水稲根圏の微視的な環境勾配について明らかにした。また、水稲根圏の細菌群集に原生生物の捕食作用が重要な役割を果たすことを明らかにした。

自由記述の分野

土壌微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物根からの浸出物の供給による根圏効果は広く知られた事実であるが、周辺微小生態系への影響についての空間的情報はほとんど得られていなかった。根圏の化学環境をサブミリスケールで解析した本研究の成果は、植物と土壌微生物の相互作用のホットスポットである根圏環境の研究の新たなアプローチ、またCryo-TOF-SIMS/MSのポテンシャルを提示するものである。また、本研究で開発したガラス製ミニ根箱は、化学環境と微生物環境の同時可視化を実現した。