人工土壌作出による土壌微生物および根圏微生物の動態解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25292054
• 研究機関: 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 篠原 信 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門 野菜病害虫・機能解析研究領域, 上級研究員 (90326075)
• 研究分担者: 小川 順 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70281102) ; 安藤 晃規 京都大学, 学内共同利用施設等, 助教 (10537765) ; 加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237) ; 野村 泰治 富山県立大学, 工学部, 講師 (40570924) ; 荻田 信二郎 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (50363875) ; 宮本 憲二 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (60360111) ; 吉田 昭介 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (80610766)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 根圏微生物 / 硝化菌 / Nitrobacter / Nitrosomonas / 根部病害抑制 / メタゲノム / 菌叢 / バイオフィルム

研究実績の概要

有機物から無機養分を生成する土壌機能を最少限の微生物で再構成する試みを行い、従属栄養細菌Bacillus badiusに硝化菌（Nitrosomonas europaea、Nitrobacter winogradskyi)を組み合わせ、ポリペプトンをはじめ種々の有機物を無機養分化し得ることが明らかとなった。
ホウレン草、ネギとチンゲンサイについて有機質肥料活用型養液栽培での栽培を行い、その根のバイオフィルムの微生物叢について次世代シークエンサーによる解析を行った。その結果、いずれの植物でも Paracoccus属やArthrobacter属は、上位に位置していた。一方、「好硝酸性植物」であるチンゲンサイとホウレン草は、硝化菌の密度が他の植物と比べて低い傾向にあった。「好アンモニア性植物」であるネギの微生物相で上位を占める属（Polaromonas、Verminephrobacter、Bordetella、Spirosoma、Acinetobacter、Pedobacter、Alicycliphilus、Flavobacterium、Variovorax、Albidiferax、Delftia、Dyadobacter）が、他の植物では順位が低い傾向であった。
根圏微生物が植物体に与える影響をみるべく、モデル植物としてトマト(マイクロトム)を選出しトランスクリプトーム解析を行った。有機質肥料活用型養液栽培と無機栽培にて生育させたマイクロトムの根をサンプリングし、トマト組織由来のRNAを抽出、cDNAを調製し、次世代シークエンサーにてRNAseqを行い、現在、in silico 発現解析にてバイオフィルム形成によって活性化される遺伝子群を同定中である。
有機質肥料活用型養液栽培の微生物から微生物を単離し、Fusarium病を抑止する微生物ペアを5組発見、微生物資材の可能性を示した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 有機質肥料活用型養液栽培 富山ヘルシーグリーンズハウスの取り組み (2016)
  • 著者名/発表者名: 北林広隆・篠原信
  • 雑誌名: ハイドロポニックス（日本養液栽培研究会） 巻: 29 ページ: 34-35
• [雑誌論文] Environmentally benign process for the preparation of antimicrobial α- methylene- β- hydroxy- γ-butyrolactone (tulipalin B) from bulip biomass. (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Nomura, E. Hayashi, S. Kawakami, S. Ogita, and Y. Kato
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 巻: 79 ページ: 25-35
  • DOI: 10.1080/ 09168451.2014.946395.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A stepwise protoccol for induction and selection of prominent coniferous cell cultures for the production of β- thujaplicin (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ogita, M. Shichiken, C. Ito, T. Yamashita, T. Nomura, and Y. Kato
  • 雑誌名: Natural Product Communications 巻: 10 ページ: 783-787
  • 査読あり
• [雑誌論文] The biosynthetic activities of primary and secondary metabolites in suspension cultures of Aquilaria microcarpa (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ogita, J.- B. Lee, F. Kurosaki, and Y. Kato
  • 雑誌名: Natural Product Communications 巻: 10 ページ: 779-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular identification of tuliposide B- converting enzyme: a lactone- forming carboxylesterase from the pollen of tulip (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nomura, T. Murase, S. Ogita, and Y. Kato
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 83 ページ: 252-262
  • DOI: 10.1111/tpj.12883
  • 査読あり
• [雑誌論文] 塩ストレスによる植物病原菌（青枯病菌）の抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 雑誌名: 日本海水学会誌 巻: 69 ページ: 31-35
• [雑誌論文] Organic hydroponics induces systemic resistance against the air-borne pathogen, Botrytis cinerea (gray mould) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yufita D. Chinta, Yumi Eguchi, Ani Widiastuti, Makoto Shinohara and Tatsuo Sato
  • 雑誌名: ournal of Plant Interactions 巻: 10 ページ: 243-251
  • 査読あり
• [学会発表] 有機質肥料活用型養液栽培に適した微量要素供給剤の開発２ (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠原 信、太田 香菜子、藤原 和樹、安藤 晃規、宮本 憲二、加藤 康夫、浅川 晋、小川 順、高野 雅夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-29 – 2016-03-29
• [学会発表] Investigation of organic compounds-mineralizing conditions by designed microbial consortia (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakuntala SAIJAI, Akinori Ando, Yuki Shimura, Makoto Shinohara, Jun Ogawa
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-29 – 2016-03-29
• [学会発表] チューリッポシド変換酵素による1- チューリッポシドAの酵素合成法の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、山口航平、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成28年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] 有機質肥料活用型養液栽培の開発と現状 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 学会等名: 日本生物環境工学会 SHITA REPORT
  • 発表場所: 中央大学駿河台記念館
  • 年月日: 2016-01-22 – 2016-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of combining heterotrophic and autotrophic nitrifying bacteria on nitrification process for organic hydroponics (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakuntala Saijai、Akinori Ando、Shoko Usami、Yuki Shimura、Makoto Shinohara、Jun Ogawa
  • 学会等名: JSBBA KANSAI 2nd Student Forum 農芸化学会関西支部提案公募事業
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [学会発表] チューリップ花粉におけるチューリッポシドB変換酵素の発見と機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 泰治、村瀬 達紀、荻田 信二郎、加藤 康夫
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-28
• [学会発表] チューリップ抗菌性二次代謝産物の活性化に関わる新規カルボキシルエステラーゼの発見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 泰治、荻田 信二郎、加藤 康夫
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-28
• [学会発表] タケ懸濁細胞の木化に伴って発現するフェルロイルプトレッシン合成酵素の探索と機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青島 和音、野村 泰治、荻田 信二郎、加藤 康夫
  • 学会等名: 植物化学調節学会第50回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-23 – 2015-10-25
• [学会発表] 成果の普及に関する事例（水耕栽培）有機質肥料活用型養液栽培 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 学会等名: 平成２７年度 産学官連携研修
  • 発表場所: 農林水産技術会議事務局筑波事務所
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-07
• [学会発表] 人工光リーフレタス栽培における有機質肥料活用技術の開発（第1報）品質と養分吸収率 (2015)
  • 著者名/発表者名: 種村 竜太、大川原 真、石井 治彦、安藤 晃規、篠原 信
  • 学会等名: 園芸学会平成27年度秋季大会
  • 発表場所: 徳島市
  • 年月日: 2015-09-26 – 2015-09-28
• [学会発表] タケ懸濁培養細胞におけるヒドロキシ桂皮酸プトレッシンアミド合成酵素の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青島 和音、野村 泰治、荻田 信二郎、加藤 康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部・関西支部合同大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-19 – 2015-09-20
• [学会発表] Molecular identification of tuliposide B- converting enzyme: a lactone- forming carboxylesterase from the pollen of Tulip (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nomura, S. Ogita, and Y. Kato
  • 学会等名: 18th Japanese- German Workshop Enzyme Technology
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 有用代謝物質を産する針葉樹培養細胞の樹立と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荻田 信二郎、七間 柾仁、伊藤 千鶴、山下 寿之、野村 泰治、加藤 康夫
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-06 – 2015-09-08
• [学会発表] ヒノキ科針葉樹培養細胞によるヒノキチオールの生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荻田 信二郎、七間 柾仁、伊藤 千鶴、山下 寿之、野村 泰治、加藤 康夫
  • 学会等名: 第59回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-09-05 – 2015-09-07
• [学会発表] 美味しいフザリウム・・・食肉代替品「クオルン」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 学会等名: 第10回フザリウム研究会
  • 発表場所: 神宮会館
  • 年月日: 2015-08-27 – 2015-08-27
• [学会発表] Molecular identification of tuliposide B- converting enzyme: a lactone- forming carboxylesterase from the pollen of Tulip (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nomura, S. Ogita, and Y. Kato
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the Phytochemical Society of North America
  • 発表場所: Illinois, USA
  • 年月日: 2015-08-08 – 2015-08-12
  • 国際学会
• [図書] 復興促進プログラム マッチング促進/産学共創 成果事例集2016 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 総ページ数: 130
  • 出版者: 科学技術振興機構 イノベーション拠点推進部 地域イノベーショングループ
• [図書] 農研機構 技術2015 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 総ページ数: 41
  • 出版者: 独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構
• [図書] ニューカントリー (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原信
  • 総ページ数: 123
  • 出版者: 北海道協同組合通信社