細菌のバイオフィルムによる植物生長促進機能と環境ストレス緩和機能の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K20568
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 安掛 真一郎 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任助教 (30963251)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• キーワード: バイオスティミュラント / バイオフィルム / 非生物ストレス / 環境ストレス / 植物成長促進微生物

研究成果の概要

バイオスティミュラントは、化学肥料の持続可能な代替手段として注目されている。植物成長促進微生物が分泌するEPSは、植物内の非生物ストレスを軽減する効果が期待されており、本研究では精製されたEPSがイネに与える影響とそのメカニズムを調査した。細菌性EPS処理により、熱ストレス条件下で植物成長促進が観察され、RNA-seq解析では種々の上方調節遺伝子と下方調節遺伝子が同定された。GO解析では、ROS除去プロセスや解毒経路に関連する遺伝子が見られ、特に非生物ストレス下での抗酸化物質として機能する遺伝子の発現が増加した。これらの結果から、EPSがバイオスティミュラントとして有望であることが示唆された。

自由記述の分野

植物微生物相互作用学

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究は、微生物由来の細胞外高分子化合物（EPS）が植物の非生物ストレスに対する応答に与える影響を調査した。熱や塩、乾燥ストレス条件下で、EPSが植物の成長に大きく貢献し得ることが明らかとなった。精製したEPSを用いた植物試験としては初めての報告となる。またそれに伴う植物のトランスクリプトーム解析により、植物の応答が遺伝子レベルで発現していることを詳細に解析した。これらの研究成果によって、微生物が産生するEPSがバイオスティミュラントとして有望であることが明確となり、持続可能な農業や食糧安全保障に向けた技術開発に繋がる。