2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26310307
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
柘植 尚志 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30192644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村瀬 潤 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30285241)
北野 英己 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (50144184)
西内 俊策 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (30726980)
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| Keywords | 食料循環 / 土壌微生物 / 作物生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 連用土壌における土壌微生物叢のプロファイリング（分担者村瀬、代表者柘植）： 化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区のハクサイ定植前と定植1か月後の土壌の次世代シークエンサー配列情報から、各区の細菌と糸状菌の分布データを比較した。その結果、無肥区と化肥区の微生物群集構造は類似しているが、慣行区、コーヒー区、厩肥区はそれぞれ明確に異なっていること、すなわち、有機物施用の有無、有機物の種類と量が微生物群集構造を変えることが明らかとなった。
(2) 根圏土壌と非根圏土壌の微生物叢のプロファイリング（分担者村瀬）： 上記の解析では、株間の土壌（非根圏土壌）を使用した。今年度は、定植1か月後のハクサイの根から空中振とう法によって採取した土壌（根圏土壌）について、細菌と糸状菌の群集構造を解析した。解析途中ではあるが、根圏土壌と非根圏土壌では微生物群集構造に大きな違いがあることが示唆された。
(3) 厩肥区土壌の病害抑止効果における微生物機能の評価（代表者柘植）： メロンつる割病（Fusarium oxysporum f. sp. melonis）に対する発病抑止効果が認められた厩肥区土壌について、胞子懸濁液のメロンへの浸根接種に加え、胞子を混合した汚染土壌を用いて、病害抑止性を検定し、より顕著な抑止性を観察した。この結果は、厩肥区土壌の病害抑止性には、土壌微生物による拮抗作用と植物の抵抗性誘導の両者が関与することを示唆した。
(3) 作物生産への施肥管理の効果の評価（分担者北野・西内、代表者柘植）： 昨年度、各区土壌でメロンを栽培し、厩肥区土壌には成育促進効果のあることを確認した。また、滅菌した厩肥区土壌はさらに高い成育促進効果を示すことを見出した。本年度は、厩肥区土壌とその滅菌土壌でイネとダイズを栽培し、これら作物についても土壌滅菌によって成育が促進されることを確認した。
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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
根圏土壌の次世代シークエンサー解析によって、質・量ともに満足できる配列情報が得られた。現在、データを整理し、微生物叢プロファイルの比較解析を進めているが、各区の畦間のばらつきは小さく、5つの区間での違いに加え、先に解析した非根圏土壌との違いも見出されており、これまでほとんど明らかにされていない根圏土壌と非根圏土壌の微生物群集構造の相違について新たな情報が得られることが期待される。また、厩肥区土壌の糸状菌群集構造の解析では、No Blast Hitの配列が高頻度に検出され、本土壌の特殊性が示唆された。
厩肥区土壌が、ハクサイ根こぶ病だけでなく、メロンつる割病の抑止効果を持つことをポット試験によって確認するとともに、その効果には土壌微生物による拮抗作用と植物の抵抗性誘導の両者が関与することを示唆する結果を得た。
各区土壌を用いたイネとダイズの成育調査によって、厩肥区土壌がこれら作物に対しても成育促進効果を示すこと、さらに、滅菌した厩肥区土壌がさらに高い成育促進効果を示すことを確認した。当初、“豊かな微生物叢”が作物成育にもプラスに働くと予想していたが、この結果はそれに反するもので、土壌微生物がむしろ成育を抑制すること、滅菌微生物からN源が供給されていることなどの可能性が考えられた。
ハクサイの成育期間を通して、ドローンを用いて定期的に圃場全体を撮影し、各区における根こぶ病の初期発生と進展状況を可視化することができた。
以上のように、今年度は、当初予定した研究をほぼ実施することができ、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、有機性投入資材（厩肥およびコーヒー粕堆肥）について、次世代シークエンサー解析によって細菌と糸状菌の微生物群集構造を解析する。それらのデータに加え、前年度までに得られている化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区の根圏土壌と非根圏土壌の微生物群集構造のプロファイリングを完了し、それらの比較解析によって有機物連用による土壌微生物動態について総合的に検証する。
厩肥連用土壌の病害抑止効果については、メロン根腐萎凋病菌（Pythium aphanidermatum）、トマト青枯病（Ralstonia solanacearum）等を用いて、厩肥区土壌の他の病害に対する抑止性を検定する。今年度までに、厩肥区土壌の病害抑止効果には、土壌微生物の病原菌に対する拮抗作用に加え、土壌微生物が植物にストレスとなり、抵抗性を誘導していることを示唆する結果を得た。平成28年度は、厩肥区土壌から拮抗微生物の分離を試みるとともに、植物の抵抗性誘導という視点からも研究を進める。
上述したように、厩肥区土壌では微生物がむしろ作物の成育を抑制することが示唆された。厩肥区土壌とその滅菌土壌を用いて、トウモロコシ、ハクサイ、トマト等の各種作物を栽培し、厩肥区土壌の微生物が作物成育に及ぼす影響についてさらに検証する。また、連用圃場におけるラジコンヘリ・リモートセンシングを用いた作物診断技術の応用を試みる。
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Research Products
(2 results)
