イネ根に共生する細菌の群集構造変動機構の解明

水稻根部共生细菌群落结构变异机制的阐明

• 批准号: 14J09473
• 负责人: 大久保 卓
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization (2016)National Institute for Agro-Environmental Sciences (2014-2015)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09473/
• 关键词: メタン; イネ; マイクロビオーム; 植物マイクロビオーム; 根圏; 16S rRNA; Methylosinus; Bradyrhizobium; 二酸化炭素

水田から放出される温室効果ガスメタンの量は、イネ品種により異なる。品種間差の原因を探るために、代表的なイネ品種であるコシヒカリとメタン放出量の少ないタカナリを用いて、根圏土壌や根に生息する微生物の群集構造やメタン酸化、生成に関わる遺伝子のコピー数の違いを調べた。・微生物群集構造：コシヒカリとタカナリの根に生息する細菌と真核微生物の群集構造を16S, 18S rRNA遺伝子のシーケンス解析により調べた。両品種とも、イネ生育ステージが進むと微生物群集が変化した。イネの生育ステージが進むことによる微生物群集の変化は、コシヒカリの方が顕著であった。コシヒカリの方が大きな変動を示した微生物種には、メタン生成菌を含む多様な分類群が含まれていた。本研究の結果は、メタン放出が少ないタカナリでは、イネのグロースステージが進んでも、メタン生成菌や共生微生物の菌数増加が、コシヒカリよりも低く抑えられていることを示唆しており、根圏微生物群集のステージ変化が水田からのメタン放出量と深く関わることが示された。・メタン酸化、生成に関わる遺伝子のコピー数：昨年度は、根圏土壌や根から抽出したDNAに含まれるメタン酸化、生成に関わる遺伝子のコピー数を調べた。本年度は、根圏土壌から安定的に高品質のRNAを得る方法を確立し、その方法を用いて採取した根圏土壌サンプルの分析を行った。根圏土壌のメタン酸化、生成遺伝子のコピー数は、DNA, RNAともに顕著な品種間差は観察されなかった。この結果は、根や根に非常に近傍な土壌でのメタン生成、酸化がメタン放出量に大きく影響することを示唆している。そこで、根サンプルのRNA解析法の検討を行い、安定的に高品質のRNAを抽出し、メタン酸化、生成に関わる遺伝子のコピー数を分析する方法を確立した。

稻田释放的温室气体甲烷量因稻米品种而异。为了探究品种间差异的原因，我们以甲烷排放量较少的代表性水稻品种越光和高成为对象，研究了根际土壤和根部微生物的群落结构，以及参与甲烷氧化和代谢的基因。我们调查了拷贝数的差异。 - 微生物群落结构：通过16S和18S rRNA基因的序列分析，研究了栖息在越光和高成根部的细菌和真核微生物的群落结构。对于这两个品种，微生物群落随着水稻生长阶段的进展而发生变化。随着水稻生长阶段的进展，微生物群落的变化在越光地区更为明显。越光中表现出更大变异的微生物物种包括多种类群，其中包括产甲烷菌。这项研究的结果表明，在释放较少甲烷的Takanari中，即使在水稻生长阶段进行阶段变化，产甲烷菌和共生微生物数量的增加也被抑制到比Koshihikari更低的水平。微生物群落与稻田释放的甲烷量密切相关。・与甲烷氧化和产生有关的基因的拷贝数：去年，我们调查了从根际土壤和根中提取的DNA中所含的与甲烷氧化和产生有关的基因的拷贝数。今年，我们建立了一种从根际土壤中稳定获取高质量RNA的方法，并对利用该方法采集的根际土壤样品进行了分析。根际土壤中甲烷氧化和产生基因的 DNA 和 RNA 拷贝数在各品种之间没有观察到显着差异。这一结果表明，根部和非常靠近根部的土壤中甲烷的产生和氧化极大地影响了甲烷的释放量。因此，我们研究了根部样品的RNA分析方法，建立了稳定提取高质量RNA并分析甲烷氧化和产生相关基因拷贝数的方法。

项目成果

植物共生細菌群集を利用した持続的農業

利用植物共生细菌群落的可持续农业

• 发表时间: 2016
• 期刊: 土と微生物
• 作者: Kotaro Takahagi;Yukiko Uehara-Yamaguchi;TakuhiroYoshida;Tetsuya Sakurai;Kazuo Shinozaki;Keiichi Mochida;Daisuke Saisho;大久保卓・池田成志・南澤 究
• 通讯作者: 大久保卓・池田成志・南澤 究

水田微生物生態系の気候変動応答

水稻微生物生态系统对气候变化的响应

• 发表时间: 2015
• 作者: Kanako Tago;Hideomi Itoh;Yoshitomo Kikuchi;Tomoyuki Hori;Yuya Sato;Atsushi Nagayama;Takashi Okubo;Ronald Navarro;Tomo Aoyagi;Kentaro Hayashi;Masahito Hayatsu;大友伊織，藤橋卓也，廣田悠介，渡辺尚;大久保 卓
• 通讯作者: 大久保 卓

Phylogeny and Functions of Bacterial Community Associated with Field-Grown Rice Shoots

与田间水稻芽相关的细菌群落的系统发育和功能

• 发表时间: 2014
• 作者: Shiho Kodera;Takuya Fujihashi;Shunsuke Saruwatari;Munehiro Fukuda;Takashi Watanabe;大久保 卓
• 通讯作者: 大久保 卓