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2015 年度 実績報告書

AM菌とフィチン分解菌のインタラクションによる新しいフィチン分解メカニズムの探索

研究課題

研究課題/領域番号 25850039
研究機関東北大学

研究代表者

原 新太郎  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 特別教育研究教員 (10647019)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードフィチン分解菌 / アーバスキュラー菌根菌 / AM菌 / フィチン酸鉄 / Sphingomonas sp. / phytate / Arthrobacter sp. / シデロフォア
研究実績の概要

土壌に蓄積する有機態リン(P)の大部分を占めるフィチン酸(IHP)は、酸性条件では鉄(Fe)やアルミニウムと強固に結合するため、Fe-IHPから無機態Pを放出する微生物はこれまで報告されていない。しかし、前年度までの試験でアーバスキュラー菌根(AM)菌がFe-IHP由来のPを宿主植物に輸送することから、Fe-IHP周辺で細菌によるFe-IHP分解が起こる可能性を見いだし、選択培地を用いて優占するIHP資化菌(Sphingomonas属細菌、 Arthrobacter属細菌)を分離していた。本年度は、これら分離株のFe-IHP分解能の評価を行った。 Fe-IHPを唯一のP源とする液体培地にIHP資化菌を単独で接種し、25℃暗所で7日間震とう培養した。培養後、培地上清に遊離した無機態P濃度を測定したところ、いずれの培養物でも非接種区と比較して無機態P濃度が上昇し、接種細菌によるFe-IHP分解が示された。培地pHは3.0程度に低下していたため、酸性条件でIHPをFe-IHPから遊離するメカニズムが存在すると考えられた。
IHPはFeなどの金属と強く結合するキレート物質であるが、微生物が産生する強力なFeキレート物質としてシデロフォアが知られている。シデロフォアの中にはIHPよりもFeとの親和性が高いものも存在するため、微生物が産生するシデロフォアによってFe-IHPのFeがキレートされ、その結果遊離したIHPが分解されることが疑われた。そこで、Sphingomonas属細菌とArthrobacter属細菌の菌体懸濁液とFe-IHPを含むバッファーを短時間(4時間)反応させ、Fe-IHPから遊離する無機態P濃度の変化からこれら菌体培養液にFe-IHP分解活性があることを確認した。この時、シデロフォアの一種であるデスフェリオキサミンを添加したところ、Arthrobacter属細菌の菌体懸濁液ではFe-IHP分解活性の増加が認められた。このことから、Arthrobacter属細菌によるFe-IHP分解がシデロファオにより促進されることが示された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Isolation of inositol hexaphosphate (IHP)-degrading bacteria from arbuscular mycorrhizal fungal hyphal compartment using a modified baiting method involving alginate beads2016

    • 著者名/発表者名
      HARA Shintaro, SAITO Masanori
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アーバスキュラー菌根菌のフィチン由来リン吸収におけるフィチン分解菌の寄与2015

    • 著者名/発表者名
      原 新太郎・宇野 亨・田島 亮介・伊藤 豊彰・齋藤 雅典
    • 学会等名
      菌根研究会2016年度大会
    • 発表場所
      北海道帯広市
    • 年月日
      2015-10-31
  • [学会発表] AM菌を介したフィチン由来P吸収を促進するフィチン分解菌2015

    • 著者名/発表者名
      原 新太郎・宇野 亨・田島 亮介・伊藤 豊彰・齋藤 雅典
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-09
  • [学会発表] AM菌菌糸圏から分離されたフィチン酸鉄を分解する細菌2015

    • 著者名/発表者名
      原 新太郎・宇野 亨・田島 亮介・伊藤 豊彰・齋藤 雅典
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-05-22

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公開日: 2017-01-06  

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