管理型作物栽培に向けた超高精度な土壌生態系解析基盤の確立

农作物管理栽培超高精度土壤生态系统分析平台的建立

基本信息

批准号：
22H02326
负责人：
浴俊彦
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、DNAメタバーコード法により、作物等の栽培土壌における全生物相の高精度分析法の確立と植物栽培への応用を目指している。本年度は、手法の改良ならびに本法を用いた、圃場とポットでの有用植物栽培土壌における生物相解析を開始した。手法の改良では、適用可能な土壌量の制限のないリン酸バッファー抽出と簡易DNA精製カラムを用いた土壌DNA調製法（新規法）の検討を行なった。2つの方法で土壌量を変えて土壌生物相解析を行った結果、新規法による土壌DNAから得られた原核生物と真核生物のベータ多様性は、専用DNA精製カラムを用いた従来法の土壌DNAから得られた多様性とは、やや異なっていた。新規法では、従来法（10 g）より多い100 gまでの土壌が使用でき、より広範な土壌生物の分析が可能であることが示されたが、これまで得られた生物相データとの比較解析のため、今後も従来法による土壌DNA調製を継続することにした。大学圃場を整備し、2022年度6月より、圃場２区画とポットで、アレロパシーを有する植物のマリーゴールドとヘアリーベッチ、さらに2種の有用植物を栽培し、植物近傍の土壌を4回採取した（４反復）。圃場土壌141サンプルより土壌DNAを調製し、16S, 18S rRNA遺伝子断片の増幅とシークエンシングを実施した。しかし、ポット栽培については、土壌採取は行なったものの、土壌DNA精製過程に問題が生じ、実験を中止した。また、新たな追加項目として、マリーゴールドの共栽培実験を計画、秋季に実施し、合計132サンプルの土壌を回収した。今後、ポット栽培法について再検討し、栽培実験を再開するとともに、共栽培土壌の生物相解析、圃場栽培土壌からのシークエンスデータ解析を進める予定である。

在这项研究中，我们的目标是建立一种对农作物种植土壤中所有生物群的高精度分析方法，并利用DNA宏条形码方法将其应用于植物栽培。今年，我们开始改进该方法，并使用该方法分析土壤中的生物群，以便在田间和盆栽中种植有用的植物。为了改进该方法，我们研究了一种使用磷酸盐缓冲液提取和简单的DNA纯化柱的土壤DNA制备方法（新方法），该方法不限制可施用的土壤量。使用两种方法对不同土壤量进行土壤生物群分析的结果表明，使用新方法从土壤DNA中获得的原核生物和真核生物的β多样性显着高于使用专用DNA纯化柱的常规方法获得的多样性。与DNA有些不同。新方法允许使用多达100克的土壤，这比传统方法（10克）更多，并且已经表明可以分析更广泛的土壤生物。为了进行分析，我们决定继续准备。土壤DNA采用常规方法。准备了一块大学田地，从2022年6月开始，在两个地块和盆中种植化感植物万寿菊和毛野豌豆以及其他两种有用植物，并收集植物附近的土壤四次（4次重复）。从141份田间土壤样品中制备土壤DNA，并对16S和18S rRNA基因片段进行扩增和测序。然而，虽然收集了土壤用于盆栽，但在土壤DNA纯化过程中出现了问题，实验被终止。此外，还计划在秋季开展与万寿菊共栽试验，共采集土壤样品132个。未来，我们计划重新考虑盆栽方法并重新启动栽培实验，以及共耕土壤的生物群分析和大田土壤的序列数据分析。