DNAビッグデータが開く作物-微生物共生型農業の展開

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K18432
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 高度科学技術社会の新局面
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 杉山 修一 弘前大学, 農学生命科学部, 客員研究員 (00154500)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• キーワード: 微生物叢 / 作物 / 輪作 / 土壌病害 / 作物-微生物 / 共生系

研究成果の概要

宿主植物の進化系統が作物の根に生息する細菌と真菌群集組成に与える影響を調べるために，分類群の異なる20科の異なる作物の種子を同一の土壌を含むポットに播種し、8週間成長させた後に，根のDNAを抽出し、Illumina，Miseqで細菌および真菌の群集組成を調べた。作物の進化系統距離と細菌の群集組成の間に有意なマンテル相関が検出されたが，真菌には認められなかった。 宿主植物の系統発生の影響は、ベータプロテオバクテリアやクロロフレクサスなどの特定の細菌系統によるものであった。 この結果は、被子植物の進化が根の細菌群集の構成に重要な寄与をしていることを示している。

自由記述の分野

農業生態学

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は根に微生物群集を宿していることが知られているが，宿主植物がどのように根の微生物群集を確立するのか、そして根の微生物群集がどのように宿主植物の機能に影響を与えるのかは十分に解明されていない。本研究は、根の細菌群集が宿主植物の系統発生に準じて変化していること、その変化に寄与すると思われる特定の細菌系統を明らかにした。これらの結果は、根の細菌群集が被子植物の一次戦略の進化的分岐において重要な役割を果たしていることを示唆し，農業における作物-微生物の共生系を利用した新しい作物病害防除技術の開発につながる知見となる。