硫酸酸性耐性植物の根面につく窒素固定細菌群の多様性が根圏窒素動態に及ぼす影響

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460143
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 橋床 泰之 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40281795)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 信濃 卓郎 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (20235542) ; 田原 哲士 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (50001475) ; 長谷川 利拡 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (10228455) ; 福士 幸治 北海道大学, 大学院・農学研究科, 講師 (60218906)
• Keywords: 強酸性耐性 / 根面微生物 / 微生物フローラの多様性 / 単生窒素固定細菌 / 根面pHの上昇 / Sphingomonas / 根面バイオフィルム / 耐酸性の獲得

Research Abstract

1)南カリマンタン、Jerahat Baruの水田畦地(湿潤、pH3.1)に生育していたMelastoma sp.(ノボタン科)の根面に窒素固定細菌の検索を行い、Sphingomonas属細菌3株とBurkholderia属細菌3株を分離し、これらを16S rDNAの部分塩基配列の相同性から同定した。また、同種植物を乾燥化した酸性硫酸塩土壌(乾燥、pH2.6)に生育した個体、および泥炭土壌(湿潤、pH4.5)に生育した個体からもそれぞれ根面細菌を分離し、それぞれ別種のSphingomonas属細菌を優占種として分離した。Melastoma属植物とその根に付く単生窒素固定細菌との特異性を見るために、Melastoma属植物の根の成分が分離根面微生物に及ぼす影響を調べ、根の酢酸エチル可溶部に生育とアンモニア放出を活性化する化合物の存在が示された。
2)タイ南部半島域の酸性硫酸塩土壌(乾土)に群生するパニカムグラス(Panicum repens、イネ科)の根面に生息する根面微生物のうち、無窒素培地で生育できるものを検索し、5株を得た。また、海水の影響を受けた酸性硫酸塩土壌(湿土)に群生する同種植物を同様に検索し、7株を得た。別の機会に分離してあった3株の同植物根面由来細菌に好酸性性を認めたため、これらの無窒素培地中での至適pHを調べ、そのうちの一株(Pre-3株)が無窒素培地中の増殖至適pHを4.7付近に持ちながら、pH3.0-4.0でもほとんど差違のない増殖が可能であることが分かった。
3)タイ南部半島域の酸性硫酸塩土壌に純林を形成するMelaleuca cajuputi(フトモモ科)の林床(pH3.2-3.6)に生えている植物相を調べ、M. cajuputi実生の他、硫酸酸性耐性植物として知られているMelastoma malabathricumやJuncus sp.(カヤツリグサ科)とともに耐酸性が高くないとされる植物の実生が幾つか良好に生育しているのを認めた。これらの根面微生物相を調べたところ、耐酸性植物ではそれぞれ異なったフロラをもち、後者の根面にはこれらがまんべんなく付いていることを認めた。