2013 Fiscal Year Annual Research Report
根粒根圏土壌微生物相の群集構造解析によるマメ科作物の連作障害発生機構の解明
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22580074
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
池田 成志 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター畑作研究領域, 主任研究員 (20396609)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ダイズ / 根粒 / インゲン / 微生物多様性 / 根圏 / RISA / 連作 |
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| Research Abstract |
野生型ダイズ、非根粒着生型ダイズ、超着生型ダイズ、インゲン姫手亡、インゲン大正金時、の各作物を3年間連作した跡区において、連作障害に特に弱いとされる5月下旬にインゲン(姫手亡)を作付した。8月上旬に各試験区から目視で健全と思われる6株（1株2個体）について抜き取り、サンプリングを行った。
株毎に地上部と地下部の生重を測定したところ、地上部及び地下部組織ともに、インゲン跡作区に比べてダイズ作跡区のインゲンで生重が減少する傾向が見られた。地下部については、微生物多様性解析のために空中分画法により根圏土壌と根系をサンプリングした。根系については、根と根粒に分けて根の生重、根粒数、根粒の全重と一個重を測定した。その結果、ダイズ跡作区では根粒着生数が少ないこと、インゲン（姫手亡・大正金時）と超着生型ダイズの跡作区で無効根粒が増加すること等が明らかとなった。
根圏土壌から土壌DNAを抽出し、サンプリングのバラツキの評価と予備的な多様性解析として、RISA法を用いて真核微生物類と細菌類の多様性評価をDNA多型解析により行った。その結果、細菌類については、全サンプルにおいてほぼ同一の多型パターンが得られ、細菌群集レベルでの多様性の大きな差異は、試験区間や試験区内で認められなかった。一方、真核微生物類を対象とするRISAでは、野生型ダイズと根粒超着生型ダイズの跡作区において特徴的なDNA多型が検出され、根圏土壌中の真核性微生物群に対する前作のダイズ根粒（菌）の影響が示唆された。上記の結果を受け、線虫の影響も含めた多様性評価を行うため、真核微生物向けの多様性解析のためのPCRプライマーの選定やシークエンス解析条件の検討を中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成25年度後半に、北農研所有の次世代シークエンサーが故障し、根圏微生物や根共生微生物の多様性評価のために予定していたシークエンス解析が行えなかった。
また、上記の次世代シークエンサーの操作に詳しい研究者がいなくなったこと、メーカーによる当該次世代シークエンサーへのメインテナンスと試薬供給等のサポートの中止が近いこと等の理由から、将来的な他の機械でのデータとの互換性等も含めて、シークエンス解析の外注の可能性について検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
RISA法による真核微生物類についての予備的な多様性解析により前作区の根圏土壌への影響が観察されたことから、真核微生物類を対象とした多様性解析によりマメ科作物連作の根圏土壌微生物相や植物共生相への詳しい影響評価を行う。また、昨年度に得た作物の生育や根粒形成への影響評価データのとりまとめと上記で予定している微生物多様性評価のデータを統合的に解析して、マメ科作物の連作の影響を多面的に評価する予定である。
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