2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring unknown mechanism of anaerobic soil disinfestations for encouraging reductive transitions and specific disinfestations
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17H03955
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
小原 裕三 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (20354045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
天知 誠吾 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80323393)
宇佐見 俊行 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 准教授 (50334173)
宍戸 雅宏 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80302537)
門馬 法明 公益財団法人園芸植物育種研究所, その他部局等, 研究員 (80469626)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 土壌還元消毒 / 低濃度エタノール / フザリウム / センチュウ / トマト萎凋病菌 / ウリ科植物黒点根腐病菌 / 半身萎凋病菌 / 検定法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
還元化促進土壌と還元化が緩慢な土壌の計10種類を用いて、エタノールを等量となるように調整・添加し、20℃と15℃で還元消毒処理を行った。土壌中有機物含量、水溶性有機物画分の資化性や土壌微生物相及び、処理中の物理化学的因子及び生物的因子の推移を同種の通常型土壌と比較した。また、フザリウムとセンチュウに対する密度低減効果の評価を併せて実施し、密度低減化に寄与する要因について解析を実施した。
園芸学部研究圃場土を事例に、トマト萎凋病菌(Fol)を対象に30℃と15℃の条件下、1.0％エタノール添加有無の組み合わせで土壌還元消毒実験を行った。Fe2+濃度とFol生菌数に負の相関が見られたことから、エタノールを電子供与体、Fe3+を電子受容体とした集積培養を実施し、4種のFirmicutes門細菌が優占した集積系を得た。この集積系を嫌気条件下でFolに添加したところ、30℃では生菌数が検出限界以下に、15℃でも3Log CFU/mLになった。
半身萎凋病菌に対する優良な選択培地がないため、微小菌核を混和したパーライトを目開き1～15μmのナイロンメッシュの袋に入れて土壌中に埋設する方法を検討した結果、正確に菌数を計数する方法が確立できた。本法は、優良な選択培地のない他の病原菌の検定にも応用可能で、還元促進土壌では15℃で2週間の処理条件で半身萎凋病菌が消毒されることを確認した。
土壌還元消毒効果が低い病害として、ウリ科植物黒点根腐病（病原菌：M. cannonballus）がある。4種類の土壌を供試してM. cannonballusに対する土壌還元消毒効果を幼苗検定－PCR法により調査した。その結果、園芸学部研究圃場土および農環研圃場土において、1.0%エタノールを使用した土壌還元消毒処理により、M. cannonballusが感染したメロン苗の株数の有意な減少を確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
還元化促進土場と還元化が緩慢な土壌を選抜し、実験材料としての入手もできており、その物理化学的及び生物学要因の解析も順調に進んでいる。土壌還元消毒を模したin vitro環境における土壌微生物群集構造の変化を把握することを可能とする実験系が確立でき、主要細菌の分離にも成功しつつある。半身萎凋病菌における土壌還元消毒効果の検定方法の確立やウリ科植物黒点根腐病菌に対する土壌還元消毒効果を幼苗検定－PCR法を用いて計測する手法をほぼ確立することができており、おおむね計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き還元化促進土壌と還元化が緩慢な通常型の土壌の計10種類を用いて、種々の温度帯で土壌還元消毒（BSD）処理に供し、処理直前の土壌中有機物含量、水溶性有機物画分の資化性や土壌微生物相、処理中の物理化学的因子及び生物学的因子の推移を比較する。特に低温条件下でのBSD処理で、両種の土壌間で顕著な違いが見られた因子に着目し、当該因子がin vitroで病原性微生物の密度低減効果を発揮するか確認する。特定された消毒作用因子を還元化が緩慢な通常型土壌に付与することで、低温条件下でも安定した消毒効果が得られるか確認する。
生物学因子の解析のため、次世代シークエンサーを用いメタ16S解析やPCR-DGGEにより還元化促進土壌において評価を実施し、特に低温条件下で優先する菌種が特定されたら、当該細菌の分離培養を試みる。
半身萎凋菌を対象として、還元化促進効果の季節変動、土壌の保存方法と還元化促進効果の関係を検討し、殺菌に関与する物質を分子量により考察する。
ウリ科黒点根腐病菌については、培養菌体または子のう殻を土壌に添加して試験を行い、土壌からの菌の検出はリアルタイムPCR法を用いて行う。処理後の土壌にキュウリ等のウリ科植物を栽培し、発病率や発病度を評価する。
センチュウを対象とした評価については、累代飼育されたキタネグサレセンチュウおよびサツマイモネコブセンチュウを土壌に添加して試験を行い、処理後の土壌からはベールマン法等によりセンチュウ類を分離し計数することで対応する。
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