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2010 年度 実績報告書

酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20580365
研究機関日本大学

研究代表者

砂入 道夫  日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80196906)

キーワード酸性硫酸塩土壌 / アルミニウム耐性 / Acidocella属細菌 / 植物・微生物共生系 / Eleocharis dulcis / 不溶性リン酸塩可溶化 / ゲノム / Panjcum repens
研究概要

急激な増加を続ける地球人口を支えるためには食糧増産が必須である。しかし乾燥化、塩類集積、土壌汚染などによる農地の荒廃は一段と進み、陸地面積の約30%は耕作に適さない問題土壌となっている。これら問題土壌の耕作地への転換が食糧増産への解決策として強く望まれている。酸性土壌は世界の問題土壌の約1/3を占めると言われ、酸性土壌の改良あるいはpH 2-4の酸性土壌でも作物を栽培できる技術の開発が急務となっている。酸性土壌では、アルミニウムイオン過剰、鉄などの重金属類過剰、可溶化したこれら金属イオンにより不溶性リン酸塩が生じリン酸欠乏となるなど、酸性だけでなく複合ストレスにより植物の生育阻害がおこる。われわれは酸性の問題土壌に適応した食用作物を開発するために必要な基礎的知見を得ることを目指し、これまでに強酸性の湿地や池に適応した植物の探索、生育環境の解析などを進めてきた。その結果、強酸性環境に適応した抽水植物Panicu mrepensやEleocharis dulcisの興味深い適応機構を発見するとともに、これら植物の酸性土壌の適応には共生微生物群が重要な役割を果たしていることを認めた。これら共生微生物群から優占種として高い酸耐性、Al耐性を示すAcidocella属細菌などを単離してきた。本研究では、Acidocella属細菌のゲノム解析をさらに進め、その酸性土壌適応機構に検討を加えた。その結果、不溶性のリン酸アルミニウム塩を可溶化する物質の同定から、その物質の合成遺伝子群の単離・解析を行った。また、酸性環境下では同菌が興味深い窒素動態を示すことを発見し、窒素動態で重要な働きをするアンモニア輸送チャンネルタンパク質(Amt)を解析したところ、機能が異なる複数のamt遺伝子を持つことを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Burkholderia heleia sp.nov., a nitrogen-fixing bacterium isolated from an aquatic plant, Eleocharis dulcis, that grows in highly acidicswamps in actual acid sulfate soil areas of Vietnam2010

    • 著者名/発表者名
      T.Aizawa, Nguyen Bao Ve, M.Nakajima, M.Sunairi
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 60 ページ: 1152-1157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Burkholderia acidipaludis sp.nov., aluminium-tolerant bacteria isolated from Chinese water chestnut (Eleocharis dulcis) growing in highly acidic swamps in South-East Asia2010

    • 著者名/発表者名
      T.Aizawa, Nguyen Bao Ve, Pisoot Vijarnsorn, M.Nakajima M.Sunairi
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 60 ページ: 2036-2041

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸性硫酸塩土壌適応植物より単離された高濃度アルミニウム耐性菌Acidocella aluminiiduransのアンモニウムトランスポーターの解析2011

    • 著者名/発表者名
      相澤朋子, 太田裕介, 佐藤淳平, 砂入道夫, 光澤浩
    • 学会等名
      植物微生物研究会第21回研究交流会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] アルミニウム存在下における酸耐性窒素固定菌とアルミニウム耐性菌の混合培養2011

    • 著者名/発表者名
      川合瑞希、相澤朋子、木本健一郎、石原弘樹、田口博則、Nguyen Bao Ve、Vijarnson Pissot、中嶋睦安、砂入道夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] 高濃度Al耐性菌Acidocella aluminiiduransの2つのアンモニウムトランスポーターの異なる機能2011

    • 著者名/発表者名
      太田裕介、相澤朋子、木本健一郎、Nguyen Bao Ve、中嶋睦安、砂入道夫、光澤浩
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] 酸性問題土壌に生育する植物-微生物共生系のゲノム科学的アプローチによる解析と応用2010

    • 著者名/発表者名
      相澤朋子, 木本健一郎, Nguyen Bao Ve, Pissot Vijarnson, 中嶋睦安、砂入道夫
    • 学会等名
      第9回微生物研究会
    • 発表場所
      東京都小金井市法政大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2010-06-26
  • [学会発表] 高濃度Al耐性菌Acidocella aluminiiduransのアンモニウムトランスポーターの機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      太田裕介, 相澤朋子, 木本健一郎, Nguyen Bao Ve, 中嶋睦安, 砂入道夫, 光澤浩
    • 学会等名
      第9回微生物研究会
    • 発表場所
      東京都小金井市法政大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2010-06-26

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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