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2020 年度 実績報告書

ヤムイモにおける窒素固定細菌の 共生機序の解明と栽培への利用

研究課題

研究課題/領域番号 19J10731
研究機関東京農業大学

研究代表者

高田 花奈子  東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワードヤムイモ / 窒素固定 / 安定同位体 / アセチレン還元法 / メタ16解析
研究実績の概要

ヤムイモはヤマノイモ属植物の総称であり、東南アジア原産のダイジョや、世界の生産量の9割以上を占める西アフリカで最も多く生産されている種であるホワイトヤムなどがある。多くの先行研究がヤムイモの高い環境適応能力を指摘しているが、肥料投入が前提の近代農業において低肥沃土壌で生育可能なヤムイモの窒素吸収源について検討がされてこなかった。
申請者らのこれまでの研究により、無施肥でも塊茎収量を得られるダイジョ品種の植物体窒素のうち4割が大気中窒素由来であると推察され、茎と根から窒素固定活性を持つ細菌を分離したことから、ダイジョは低肥沃土壌条件下でも窒素固定細菌との共生により収量を維持していると示唆された。このことから、異なるヤムイモの種でも微生物の窒素固定の関与により生育や塊茎収量を維持するヤムイモ系統の存在が考えられた。本研究ではヤムイモの窒素吸収機構と窒素固定細菌による生育への関与について解明することを目的とし、その成果から、微生物との共生という新たな観点に基づいたヤムイモの窒素吸収特性に関する知見を得ることで、自然界にいる共生微生物の力を利用したヤムイモ栽培技術の開発に資する知見の獲得を目指した。具体的に以下について試験を実施した。
1) ナイジェリア産ヤムイモ系統における窒素固定活性を示す細菌の分離、2) δ15Nを利用したナイジェリア産ホワイトヤム系統における吸収窒素の由来を検討、3) 15N標識肥料を用いたホワイトヤムの窒素吸収特性の検討、および4) 次世代シーケンサーを用いたホワイトヤムに共生する細菌群集構造の解明

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

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 (2件)

  • [雑誌論文] Growth of Water Yam (Dioscorea alata L.) as Affected by Bacterial Inoculation under Growth Chamber Conditions2021

    • 著者名/発表者名
      LISWADIRATANAKUL Sumetee, Michel OUYABE, Hideki HINOMIZU, Kanako TAKADA, Hidehiko KIKUNO, Babil PACHAKKIL and Hironobu SHIWACHI
    • 雑誌名

      Tropical Agriculture and Development

      巻: 65(1) ページ: 41-48

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ダイジョにおける共生細菌叢のメタ16S解析2020

    • 著者名/発表者名
      木原 駿太,山本 絋輔,志波 優,朱 家成,髙田 花奈子,Ouyabe Michel,パチャキル バビル,菊野 日出彦,田中 尚人,志和地 弘信
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第128回講演会
  • [学会発表] Metagenomic Analysis of Nitrogen-Fixing Bacteria in Six Accessions of White Guinea Yam (Dioscorea rotundata Poir.)2020

    • 著者名/発表者名
      Ayodeji Peter IDOWU, Kosuke YAMAMOTO, Yuh SHIWA, Minenosuke MATSUTANI, Kanako TAKADA, Michel OUYABE, Babil PACHAKKIL, Hidehiko KIKUNO, Asrat ASFAW, Ryo MATSUMOTO, Hironobu SHIWACHI
    • 学会等名
      日本熱帯農業学会第128回講演会

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公開日: 2021-12-27  

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