菌根圏生態系における元素移動・生物間相互作用の可視化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22380045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 久我 ゆかり 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (30232747)
• 研究分担者: 和崎 淳 広島大学, 大学院・生物圏科学研究科, 准教 (00374728)
• 連携研究者: 齋藤 雅典 東北大学, 農学研究科, 教授 (40355079) ; 圦本 尚義 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80191485) ; 早川 慎二郎 広島大学, 工学研究科, 准教授 (80222222) ; 中村 仁 (独)農業, 食品産業技術総合研究機構・果樹研究所, 主任研究員 (80360444) ; 山中 高史 (独)森林総合研究所, 森林微生物研究領域, 研究員 (00343799) ; 増野 和彦 長野県林業総合センター, 特産部, 特産部長 (50450820)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 菌根共生 / 物質輸送 / 同位体顕微鏡 / 微細構造 / 菌糸圏微生物 / PCR-DGGE / 白紋羽病 / 温水処理

研究概要

植物の根域生態系におけるCおよびNの生物間の受け渡しを細胞・組織・生態レベルで明らかにする新規手法を確立した．細胞・組織レベルでは，安定同位体をトレーサーとして植物との真菌の共生である菌根を用い，樹脂切片法-同位体顕微鏡観察法により元素の流れを解析した．また，土壌微生物間機能解析系は，果樹類白紋羽病の温水処理による抑止現象を用い，菌糸圏土壌細菌作用の関与を明らかにし，環境中のDNAによる菌糸圏細菌群の分析法，分離株による加温処理を組み合わせた発病抑止試験，細胞レベルでの生死判定および抗菌活性試験法を確立した．

研究成果

• [雑誌論文] Stable isotope cellular imaging reveals that both live and degenerating fungal pelotons transfer C and N to orchid protocorms (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N., Yurimoto, H.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 202
  • DOI: 10.1111/nph.12700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular imaging of cadmium in resin sections of arbuscular mycorrhizas using synchrotron micro X-ray fluorescence (2014)
  • 著者名/発表者名: Nayuki, K., Chen, BD, Ohtomo, R., Kuga, Y.
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 29 ページ: 60-66
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME13093
  • 査読あり
• [雑誌論文] リン酸資源の枯渇に対応したリン栄養研究.2.有機態リン酸の利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 83 ページ: 177-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of exogenous phosphatase and phytase activities on organic phosphate mobilization in soils with different phosphate adsorption capacities (2012)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H., Yamamura, T., Kaneko, Y., Matsui, H., Watanabe, T., Shinano, T., Osaki, M., Wasaki, J.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 58 ページ: 41-51
  • DOI: 10.1080/00380768.2012.656298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compost amendment enhances population and composition of phosphate solubilizing bacteria and improves phosphorus availability in granitic regosols (2011)
  • 著者名/発表者名: Wickramatilake, A. R. P., Munehiro, R., Nagaoka, T., Wasaki, J., Kouno, K.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 57 ページ: 529-540
  • DOI: 10.1080/00380768.2011.600243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of arsenic stress on synthesis and localization of low-molecular-weight thiols in Pteris vittata (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai, Y., Watanabe, T., Wasaki, J., Senoura, T., Shinano, T., Osaki, M.
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 158 ページ: 3663-3669
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2010.07.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent progress in plant nutrition research : cross-talk between nutrients, plant physiology and soil microorganisms (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohkama-Ohtsu, N. Wasaki, J.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 51 ページ: 1255-1264
  • DOI: 10.1093/pcp/pcq095
  • 査読あり
• [学会発表] Anatomical approaches of C and N transfers between symbiotic fungal and orchid protocorm cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N., Yurimoto, H.
  • 学会等名: The 2nd Shanghai Chenshan International Orchid Symposium and The 10th International Symposium on Diversity and Conservation of Asian Orchids
  • 発表場所: Shanghai Chenshan Plant Science Research Center, Shanghai, China
  • 年月日: 20140329-30
• [学会発表] De novo RNA-seqとCE-TOF/MSによる代謝産物プロファイリングに基づくシロバナルーピンの低リン耐性機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山隼人, 津村暁彦, 海野佑介, 及川彰, 俵谷圭太郎, 信濃卓郎, 和崎淳
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] 同位体顕微鏡を用いた植物-真菌共生細胞における元素輸送の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 第1回北海道大学オープンファシリティシンポジウム
  • 発表場所: 京王プラザホテル(札幌市)
  • 年月日: 2014-03-10
• [学会発表] Visualizing stable isotope tracers in plant-fungal symbiotic cells. 19th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N., Yurimoto, H.
  • 学会等名: International Convention Center Jeju
  • 発表場所: Jeju, Korea.
  • 年月日: 20130929-1004
• [学会発表] ヤマモガシ科植物Hakea laurinaの低リン耐性機構に関わる遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山隼人, 山内大輝, 小濱卓郎, 和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] De novo sequencing and analysis of the white lupin root comparative transcriptome using a 454 GS Junior platform to discover putative genes involved in phosphorus deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H., Unno, Y., Shinano, T., Wasaki, J.
  • 学会等名: 17th International Plant Nutrition Colloquium
  • 発表場所: Istanbul, Turkey.
  • 年月日: 20130819-22
• [学会発表] 同位体顕微鏡によるラン共生プロトコームにおける元素輸送の細胞内可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり, 坂本直哉, 圦本尚義
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2013年度大会
  • 発表場所: 東京農工大(東京都府中市)
  • 年月日: 20130619-21
• [学会発表] Bidirectional carbon transports in orchid mycorrhiza revealed by stable isotope - cellular imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N., Yurimoto, H.
  • 学会等名: 5th International Orchid Workshop
  • 発表場所: University of Calabria, Rende, Italy
  • 年月日: 20130517-19
• [学会発表] AtALMT3 is a malate transporter induced in roots of phosphorus deficient Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H., Sasaki, T., and Wasaki, J.
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: 倉敷市芸文館(倉敷市)
  • 年月日: 20130325-31
• [学会発表] Cellular acquisition and allocation of carbon and nitrogen in orchid symbiotic protocorm unveiled by isotope microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N., Yurimoto, H.
  • 学会等名: 7th International Conference on Mycorrhiza
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 20130106-11
• [学会発表] A hot water treatment, a new physical method for controlling white root rot, alters bacterial communities in mycosphere of the pathogen and arbuscular mycorrhizal fungus (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Higuchi, J., Iwanami, Y., Inoue, K., Wasaki, J., Sasaki, A., Suzaki, K., Nakamura, N., Kuga, Y.
  • 学会等名: 7th International Conference on Mycorrhiza
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 20130106-11
• [学会発表] Gigaspora margarita胞子発芽におよぼす加温処理および菌糸圏細菌の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高瀬真矢, 樋口二郎, 山田博之, 中村仁
  • 学会等名: 菌根研究会2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学複合生態フィールド教育研究センター(大崎市)
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] 温水治療の有用土壌微生物に対する影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 第3回果樹白紋羽病温水治療ワークショップ
  • 発表場所: ピュアリティーまきび(岡山市)
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] 同位体顕微鏡を用いたマイクロイメージング法による共生組織における元素輸送解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 倉敷市芸文館(倉敷市)
  • 学会等名: 基礎生物学研究所生物機能解析センター公開セミナー
  • 発表場所: 岡崎基礎生物学研究所(岡崎)
  • 年月日: 2013-01-28
• [学会発表] 温水処理と白紋羽病菌に拮抗的な細菌の解析法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田博之, 佐々木厚子, 井上幸次, 岩波靖彦, 森田剛成, 中村仁, 久我ゆかり
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市)
  • 年月日: 20120327-30
• [学会発表] ラン共生プロトコームにおける細胞内CおよびN輸送の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり, 坂本直哉, 圦本尚義
  • 学会等名: 2012年度菌根研究会
  • 発表場所: 帝京科学大学(東京都足立区)
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] 根圏における細菌群集と有機態リンの動態に及ぼす有機酸の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松崎弘佑, 丸山隼人, 和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会鳥取大会
  • 発表場所: 鳥取大学(鳥取市)
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] 難利用性リンの積極的獲得に関わる根分泌物質の輸送と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳
  • 学会等名: 岡山大学資源植物科学研究所 拠点共同研究主催ワークショップ
  • 発表場所: 倉敷市芸文館(倉敷市)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] 同位体顕微鏡による菌根共生細胞間元素移動の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 第4回安定同位元素イメージング技術による産業イノベーションシンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] anoSIMS50とIMS1270による植物-真菌共生細胞のイメージング.-同位体トレーサーを用いた生物学的応用例- (2012)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 第1回SIMS勉強会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区)
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] Interactions between plants and phytate mineralizing bacteria isolated from the rhizosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, N., Wasaki, J.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市
  • 年月日: 20110906-16
• [学会発表] μXRFおよびXANESによるアーバスキュラー菌根におけるカドミウムの動態解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会.2011年度大会(つくば)
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市).
  • 年月日: 20110808-10
• [学会発表] 植物の養分ホメオスタシス(2)リン酸 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会.2011年度大会(つくば)
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市)
  • 年月日: 20110808-10
• [学会発表] 果樹類白紋羽病の温水治療法がアーバスキュラー菌根共生感染ポテンシャルに与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳原巧, 樋口二郎, 井上幸次, 森田剛成, 岩波靖彦, 中村仁, 久我ゆかり
  • 学会等名: 2011年度菌根研究会
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 非菌根性シロバナルーピンの根圏におけるリン吸収能力とその活用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳
  • 学会等名: 菌根研究会
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] SIMSを用いた共生生物間元素移動の細胞学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: カメカテクニカルセミナー2011
  • 発表場所: くるまプラザ貸会議室(東京都港区).
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 植物機能の活用による土壌蓄積リンの効率的利用技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳
  • 学会等名: 平成23年度関東東海土壌肥料部会・秋季研究会
  • 発表場所: マロウドイン熊谷(熊谷市)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] Plant strategies of phosphorus uptake from unavailable forms (2011)
  • 著者名/発表者名: Wasaki, J.
  • 学会等名: Plant strategies of phosphorus uptake from unavailable forms
  • 発表場所: 倉敷芸文館(岡山県倉敷市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 土壌への加温処理が白紋羽病菌の生存と土壌静菌作用に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村恵里, 中村仁, 久我ゆかり
  • 学会等名: 平成23年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京都)震災により未開催であるが発表扱い
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 安定同位元素イメージングによる菌根共生機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 学会等名: 第3回安定同位元素イメージング技術による産業イノベーション シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] シロバナルーピンの混植が主作物のリン吸収に及ぼす影響の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上脇葉子, 中野陽介, 丸山隼人, 河野憲治, 和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2010年北海道大会
  • 発表場所: .北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20100907-09
• [学会発表] リン欠乏に応答したシロイヌナズナ根からの有機酸分泌機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山隼人, 佐々木孝行, 和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2010年北海道大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20100907-09
• [学会発表] リン欠乏で誘導される機能未知トランスポーター様遺伝子の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和崎淳, 丸山隼人
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2010年北海道大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20100907-09
• [学会発表] 菌根細胞内カドミウムの放射光によるマイクロ解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり, 大友量, 陳保冬, 名雪桂一郎, 柳原巧, 山口亜紀乃
  • 学会等名: 第46回X線分析討論会
  • 発表場所: 広島県情報プラザ(広島市)
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] Organic acid secretion under phosphorus deficient condition shows a diurnal variation and a different pattern from aluminum stress (2010)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H., Sasaki, T., Wasaki, J.
  • 学会等名: 4th International Symposium on Phosphorus Dynamics in the Soil-Plant Continuum
  • 発表場所: Beijing Friendship Hotel, Beijing, P.R. China
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: Wasaki, J., Maruyama, H., Uewaki, Y., Nakano, Y., Yamamura, T., Tanaka, M., Dateki, H., Kouno, K., Shinano, T., Osaki, M.
  • 学会等名: 4th International Symposium on Phosphorus Dynamics in the Soil-Plant Continuum
  • 発表場所: Beijing Friendship Hotel, Beijing, P.R. China.
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Synchrotron micro-XANES analysis of cadmium in resin embedded sections of arbuscular mycorrhiza (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Ohtomo, R., Nayuki, K., Chen, B.D.
  • 学会等名: Edinburgh International Conference Centre
  • 発表場所: Edinburgh, UK.
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] Functions of cluster roots of white lupin grown under P or N deficient conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Wasaki, J.
  • 学会等名: 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際観光センターフロイデ(愛知県犬山市)
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] アーバスキュラー菌根樹脂切片中CdのXAFS解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり, 大友量, 名雪桂一郎, 陳保冬
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2010大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区)
  • 年月日: 2010-05-21
• [図書] 菌類の事典 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久我ゆかり
  • 総ページ数: 103-105
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Phosphorus in action - biological processes in soil phosphorus cycling (2011)
  • 著者名/発表者名: Wasaki, J., Maruyama, H.
  • 総ページ数: 93-111
  • 出版者: Springer