地球温暖化環境における温室効果ガス発生機構の解明

阐明全球变暖环境下温室气体产生机制

基本信息

批准号：
12J07071
负责人：
大久保卓
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07071/
关键词：
FACE 細菌群集構造イネ 16S rRNA pmoA mcrA メタン群集構造地球温暖化クサネム根粒菌

项目摘要

昨年度までに、大気中の二酸化炭素濃度の上昇によりイネ(コシヒカリ)の根に共生する細菌の群集構造が変化することをFACE(開放系大気CO_2増加)実験施設を使用して明らかにした。大気CO_2増加処理(FACE処理)によるイネの生育、収量、メタン発生などの増加量はイネ品種により異なることが報告されている。当該年度は、FACE処理による根共生細菌の変化に品種間差が存在するかどうかを調べることを目的とした。イネ品種はコシヒカリ、タカナリ、秋田63号を用いた。タカナリと秋田63号は、FACE処理によるイネの収量増加がコシヒカリに比べ大きいことが報告されている品種である。イネ根から抽出した細菌DNAの16S rRNA遺伝子をシーケンスし、UniFrac解析をしたところ、FACE処理はタカナリとコシヒカリの共生細菌群集の第一主成分得点を有意に変化させた。しかし、秋田63号では有意な変化が観察されず、FACE処理の効果はコシヒカリ、タカナリに比べ小さいことが明らかになった。タカナリとコシヒカリでは、FACE処理によりBurkholderia kururiensisの相対存在比率が上昇したが、秋田63号では変化しなかったことが主な要因と考えられる。B. kururiensisは、窒素固定や植物ホルモン合成により、イネの生育を促進することが報告されており、B. kururiensisの挙動に品種間差が見られたことは注目に値する。イネ根抽出細菌DNA中のメタン酸化酵素遺伝子(pmo4)のコピー数は、タカナリ、コシヒカリではFACE処理により、低下する傾向が見られたが、秋田63号では変化しなかった。メタン生成酵素遺伝子(mcrA)はコシヒカリ、秋田63号では、FACE処理により有意に増加したが、タカナリでは変化しなかった。根圏のメタンの動態にも品種間差が見られる可能性があることを明らかにした。

到去年，使用脸部（空气CO_2）实验设施揭示了这一点，大气中二氧化碳浓度的增加将改变在水稻根（Koshihikari）根部共存的细菌结构。据报道，空气CO_2增加过程（面部加工）产生的增长，产量和甲烷的量取决于繁殖品种。在这一年中，目的是检查由于面部加工而导致的根系细菌变化是否存在多种差异。繁殖品种是Koshihikari，Takanari和Akita 63。 Takanari和Akita 63是据报道，由于面部加工引起的水稻产量的增加大于Koshihikari。在从根中提取细菌DNA的16S rRNA基因的序列后，Unifrac分析显着改变了Takanari和Koshihikari共生细菌组的第一个主要成分的得分。但是，在Akita 63中，没有观察到重大变化，很明显，面部处理的效果小于Koshihikari和Takanari。在Takanari和Koshihikari中，主要因素是Burkholderia Kururiensis的比例增加了Burkholderia Kururiensis的相对存在，但在Akita 63中并没有改变。据报道，库鲁林斯芽孢杆菌通过固定氮和植物激素的合成来促进水稻的生长，值得注意的是，库鲁里氏芽孢杆菌的行为有差异。水稻根细菌中氧化物基因（PMO4）的副本数量由于Takanari和Koshihikari的面部处理而趋于减少，但在Akita 63中没有改变。 Akita 63的Koshihikari显着增加了甲烷产生的酶基因（MCRA），但在Takanari中没有改变。他说，有可能在根区域的甲烷动力学上有差异。