Study of community structure of soybean rhizobia in soil and nodule

土壤和根瘤中大豆根瘤菌群落结构研究

• 批准号: 22K05369
• 负责人: 佐伯 雄一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05369/
• 关键词: 温帯; 熱帯; 亜熱帯; ダイズ根粒菌; 水田転換畑; 土着根粒菌; 環境傾度; 群集構造; 気候変動

本研究は、温帯、亜熱帯、熱帯土壌のダイズ根粒菌群集構造を解析し、優占化メカニズムを明らかにすることを目的に行う。本年度は研究初年度であるため、研究室保冷庫で長期保管していたアメリカ土壌とフィリピン土壌の群集構造に変化がないか、確認を行った。まず無菌ポットに土壌を埋設して滅菌ダイズ種子を播種し4週間栽培した。それと並行して、北海道の普通畑、宮崎の普通畑と水田、沖縄普通畑の土壌、およびフィリピンCentral Luzon State Univ.(CLSU)の普通畑と水田の土壌を新たに採取し、同様にダイズの栽培を行った。使用したダイズにはRj遺伝子型の異なるBragg, CNS, Hillを用いた。着生した根粒からDNAを抽出し、鋳型として16S－23SrRNAgeneITS領域のBradyrhizbiumに特異的なプライマーを用いてPCR増幅を行った。得られた増副産物をアンプリコンシークエンス解析に供した。その結果、得られたリードのほとんどがBradyrhizobium属のシークエンスであった。また、4℃で長期保存した土壌から得られた根粒菌において、B. japonicumやB. diazoefficiensは検出されたものの温暖な地域に優占しているB. elkaniiはほとんど検出されなかった。この傾向は保存期間が長くなるほど顕著であった。この結果は、今後の研究には新たに採取した土壌を使用して研究をすすめることを強く示唆した。そこで新たに採取した土壌から得られた根粒菌群集構造と土壌の理化学性や緯度などの環境因子との関連性を多次元尺度構成法によって解析した。その結果、緯度の差や水田土壌に代表される酸化還元の差が最も大きく根粒菌の群集構造に影響を及ぼすことが示唆された。

本研究的目的是分析温带、亚热带和热带土壤中大豆根瘤菌的群落结构，并阐明其主导机制。由于今年是研究的第一年，我们检查了在实验室冷藏室中长期保存的美国土壤和菲律宾土壤的群落结构是否发生变化。首先，将土壤埋入无菌盆中，播种无菌大豆种子，培养4周。与此同时，我们还从北海道的普通田地、宫崎的普通田地和稻田、冲绳的普通田地以及菲律宾中央吕宋州立大学（CLSU）的普通田地和稻田中收集了土壤。使用的大豆是具有不同Rj基因型的Bragg、CNS和Hill大豆。从附着的根瘤中提取DNA，并使用16S-23S rRNAgeneITS区域中的缓生菌特异性引物作为模板进行PCR扩增。对所得扩增产物进行扩增子序列分析。结果，获得的大部分读数都是慢生根瘤菌属的序列。此外，在4℃长期保存的土壤中提取的根瘤菌中检出B. japonicum和B. diazoefficiens，但在温暖地区占优势的B. elkanii几乎未检出。随着储存时间的延长，这种趋势变得更加明显。这一结果强烈表明未来的研究应该使用新收集的土壤。因此，我们采用多维标度方法来分析新采集土壤获得的根瘤菌群落结构与土壤理化性质、纬度等环境因素之间的关系。结果表明，以水稻土为代表的纬度和氧化还原差异对根瘤菌群落结构的影响最大。

项目成果

Effect of drought stress on proline and polyamine in Lotus japonicus

干旱胁迫对莲子脯氨酸和多胺的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Sara A. Eltigani;Mohamed M. Eltayeb;Jiro Arima;Takeshi Taniguchi;Atsushi Ishihara;佐伯雄一;佐伯雄一;佐伯雄一;Yonghae Lee・橋口正嗣・明石良・Marwa MR Mahmoud・山本昭洋・佐伯雄一
• 通讯作者: Yonghae Lee・橋口正嗣・明石良・Marwa MR Mahmoud・山本昭洋・佐伯雄一

根粒形成に関与しない根粒菌の窒素固定活性に依存するダイズ遺伝子

依赖于不参与根瘤形成的根瘤菌固氮活性的大豆基因

• 发表时间: 2022
• 作者: Sara A. Eltigani;Mohamed M. Eltayeb;Jiro Arima;Takeshi Taniguchi;Atsushi Ishihara;佐伯雄一;佐伯雄一;佐伯雄一;Yonghae Lee・橋口正嗣・明石良・Marwa MR Mahmoud・山本昭洋・佐伯雄一;矢野俊一・多久島照弥・山本昭洋・江澤辰広・佐伯雄一
• 通讯作者: 矢野俊一・多久島照弥・山本昭洋・江澤辰広・佐伯雄一

環境傾度によるダイズ根粒菌の群集生態に関する研究

基于环境梯度的大豆根瘤菌群落生态研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土と微生物
• 作者: Sara A. Eltigani;Mohamed M. Eltayeb;Jiro Arima;Takeshi Taniguchi;Atsushi Ishihara;佐伯雄一;佐伯雄一
• 通讯作者: 佐伯雄一

根粒菌生態機能を活用した環境保全型ダイズ栽培技術の開発

利用根瘤菌生态功能开发大豆环保栽培技术

• 发表时间: 2023
• 期刊: 作物生産と土づくり
• 作者: Sara A. Eltigani;Mohamed M. Eltayeb;Jiro Arima;Takeshi Taniguchi;Atsushi Ishihara;佐伯雄一
• 通讯作者: 佐伯雄一

環境軽度によるダイズ根粒菌の群集構造に関する研究

温和环境条件下大豆根瘤菌群落结构研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Sara A. Eltigani;Mohamed M. Eltayeb;Jiro Arima;Takeshi Taniguchi;Atsushi Ishihara;佐伯雄一;佐伯雄一;佐伯雄一
• 通讯作者: 佐伯雄一