研究課題
低窒素環境でイネ根にBurkholderia, Bradyrhizobium, Methylosinus属の特定の細菌群の相対存在比が上昇した。機能遺伝子として、メタン酸化や植物ホルモン関連遺伝子の相対存在比が低窒素環境で上昇した。イネ共生遺伝子CCaMKが微生物共生に必須であるので、水田におけるメタンフラックスを調べた。日本晴とCCaMK変異体(NE1115)は、低窒素区においてメタンフラックスが有意に約２倍上昇した。一方、慣行区では両者に差が観察されなかった。種々の解析の結果、イネCCaMK遺伝子が低窒素環境でメタン酸化窒素固定微生物を受容している結果が得られた。15N自然存在比の結果は、日本晴地上部におけるδ15NがNE1115より有意に低く、空気中の軽い窒素で希釈されたため窒素固定が上昇したことが強く示唆された。以上のように、Type II型のメタン酸化細菌の共生にイネの共通共生シグナル伝達系の遺伝子OsCCaMKが関与していることが分かった。「低窒素環境→OsCCaMKによるメタン酸化細菌の受容→メタン酸化窒素固定の活性化」という水田に豊富にあるメタンに依存した窒素固定系が存在していることをメタゲノム解析により初めて明らかにできた。低窒素圃場栽培イネ根より、Burkholderia, Bradyrhizobium属鍵細菌を分離し、分離菌のドラフトゲノムを決定し、メタゲノムデータと比較した結果、当該分離菌は低窒素環境で増えている細菌株である証拠が得られた。土壌微生物由来のRNAの測定系を確立し、16SrRNAおよびmRNAの発現解析を行い、環境変動に敏感に応答していることが示された。イネの葉鞘及び葉身でも、メタン酸化細菌の相対存在比は品種により変動した。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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