| 研究概要 |
将来、日本農業の1モデルとして、休耕田などを有効利用した日本型輪作体系の確立と環境負荷を低減化した持続的なシステムの構築が考えられる。そのためには、土壌微生物の機能解析と高効率的利用が重要である。このような背景から、本研究では「ラッカセイの根系形成と根粒菌・菌根菌との相互作用」と「分子生物学的手法を利用した根圏微生物の菌叢解析」に着目した研究を行った。
「ラッカセイの根系形成と根粒菌・菌根菌との相互作用」では、環境負荷の小さい栽培が期待できるラッカセイに着目し,根系形態と関連づけて根粒の形成位置と形成順序、形成量、窒素固定能力について解析した。これらの実験結果から、ラッカセイの根系形態を人為的に変化させて窒素固定能力を制御できる可能性が示唆された。さらにストレス条件下の作物栽培を改善する目的で、根粒菌と菌根菌の二重接種による効果を両者の相互作用も併せて検討した。その結果、根粒菌および菌根菌の二重接種を有効に利用することで、ストレス条件下でのラッカセイ栽培の改善が可能であることが示唆された。
「分子生物学的手法を利用した根圏微生物の菌叢解析」では、分子生物学的な手法を土壌微生物の解析に適用することによって、土壌微生物の種類と量を把握し、それが作物種や栽培方法によってどのように変化するかを検討した。特にPCR-DGGEやFISHを用いた根圏に生息する細菌相の解析方法の確立に重点を置きながら、イネの水田作・畑作と、ナタネを含む輪作体系を対象に調査した結果、水田と畑地根圏細菌叢の構成菌種や優占菌種が異なることやナタネ根圏における優占菌種は環境条件によって菌量が変動することなどが確認された。
本研究より、根粒菌および菌根菌と作物の共生関係の人工的な操作や根圏細菌の遺伝子レベルでのモニタリングの実施は持続的環境低負荷型の輪作システムの構築に貢献できることが示唆された。
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