根圏生態系の季節変動から紐解く二毛作体系の生物学的な持続性

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19KT0011
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 次世代の農資源利用
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 谷 明生 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
• 研究分担者: 山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830) ; 山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00444646) ; 山下 純 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (20432627) ; 門田 有希 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30646089) ; 中川 智行 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (70318179) ; 最相 大輔 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (90325126) ; 持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
• 研究期間 (年度): 2019-07-17 – 2022-03-31
• キーワード: 微生物叢 / 農業 / 植物微生物相互作用

研究成果の概要

本研究では岡山県を含む日本の西南暖地で古くから行われてきたイネ・ムギの二毛作における高い土地利用効率と持続性を説明するために微生物機能に注目し、3年間にわたり研究所圃場における微生物群集構造を含む圃場環境のデータ化に取り組んだ。その結果、イネ・オオムギにおけるそれぞれ特異的な微生物群集構造が3年間にわたり維持されること、根・根圏土壌・土壌のサンプルにそれぞれ異なる微生物が存在すること、肥料の有無によってもその構造が変わることなどを明らかにした。土壌のイオンについても施肥の影響は大きく出ていることがわかった。これらの情報から持続的な農業の確立のために必要な基礎的な生物学的知見を得ることができた。

自由記述の分野

応用微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

二毛作は高い土地生産性を誇るがその持続性を説明できる生物学的要因は必ずしも明らかではない。本研究では3年間にわたり二毛作圃場において施肥の有無、品種の違い、根、根圏土壌、土壌の各部位についての根圏微生物叢の構造を解析し、微生物機能からの説明を試みた。品種の違いは微生物群集構造にあまり影響しなかったが、施肥と部位は大きく影響を与えていた。またシーズン（イネ、オオムギ）により微生物叢は再構築されていた。これらの解析から、各要因に左右される微生物のそれぞれのニッチが明らかになり、持続的農業の確立に向けた基礎データとして貢献できる。今後は主要な微生物の分離と特徴の解明、実際の利用へと展開する。