圃場におけるダイズ根粒菌集団管理法の開発

大豆根瘤菌田间种群管理方法的开发

基本信息

批准号：
20K05990
负责人：
原新太郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization (2021-2022)Tohoku University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05990/
关键词：
ダイズ根粒菌 Bradyrhizobium 緑肥 rpoB 土壌微生物菌相解析

项目摘要

前年度に引き続き、Bradyrhizobium属細菌のrpoB遺伝子を網羅的に含み、Bradyrhizobium属細菌以外のrpoB遺伝子を取り除くことが可能なrpoBデータベースを作成した。代表者の所属の変更がありコロナ禍で県をまたいだ移動が困難であったため、圃場での栽培試験を行うことができなかった。そこで、イネ科植物とダイズ根粒で定着するBradyrhizobioum属細菌の比較を目的とするポット試験を行った。宮城県東北大学鹿島台圃場の水田-ダイズ輪作圃場と、福島県二本松市のソルガム連作圃場の土壌をポットに詰め、ソルガム（イネ科）とダイズそれぞれを栽培し、ソルガム根およびダイズ根粒からDNAを抽出した。続いてrpoB遺伝子をターゲットとしたアンプリコンシーケンスを行い、rpoB遺伝子に基づいてBradyrhizobium属細菌の群集構造解析を行った。その結果、ダイズ根粒では日本で頻繁に検出されるB. japonicumやB. elkaniiと相同性の高い配列がほとんどを占めたが、B. ottawaenseのに相同性の高い配列はほとんど検出されなかった。一方、ソルガム根や栽培前土壌からはB. ottawaenseと相同性の高い配列が5％程度検出された。以上のことから、ダイズ根粒菌B. ottawaenseは日本の土壌に生息していてソルガム根などには生息するが、ダイズでの根粒形成における競争力が低いことが示唆された。

延续去年，我们创建了rpoB数据库，全面收录了慢生根瘤菌属细菌的rpoB基因，并且可以去除慢生根瘤菌属细菌的rpoB基因。由于代表隶属关系发生变化，加上新冠病毒大流行导致跨县旅行困难，无法在田间进行种植试验。因此，我们进行了盆栽实验来比较定植于禾本科植物和大豆植物根瘤中的慢生根瘤菌。将宫城县东北大学鹿岛台农场的水稻-大豆轮作田和福岛县二本松市的高粱连作田的土壤填入盆中，分别种植高粱（禾本科）和大豆，并从高粱中提取DNA根和大豆根瘤。接下来，我们对rpoB基因进行了扩增子测序，并基于rpoB基因分析了慢生根瘤菌的群落结构。结果，大豆根瘤中的大部分序列与日本常见的B. japonicum和B. elkanii高度同源，但几乎没有检测到与B. ottawaense高度同源的序列。另一方面，在栽培前的高粱根部和土壤中检测到约5%与B. ottawaense具有高度同源性的序列。上述结果表明，大豆根瘤菌B. ottawaense栖息在日本土壤和高粱根部，但其在大豆根瘤形成方面的竞争力较低。