酵素反応を考慮した土壌炭素分解モデル構築に向けて～酸化酵素活性の制御要因の探索～

构建考虑酶促反应的土壤碳分解模型 - 寻找控制氧化酶活性的因素 -

• 批准号: 22K05734
• 负责人: 森 大喜
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Forest Research and Management Organization
• 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-22K05734/
• 关键词: 酸化酵素; 窒素添加; 土壌; 微生物; 土壌酵素; 炭素循環; 土壌微生物

メタ解析およびリン添加実験から「リン収奪仮説」の検証を行い、リン収奪仮説は窒素添加による酸化酵素活性の低下を統一的には説明できないことが明らかになり、これは酸化酵素活性制御機構理解の進展に貢献する。リン収奪仮説が正しいとすれば、窒素添加によって酸化酵素活性は低下する一方、窒素とリンを同時に添加した場合には酸化酵素活性の低下は見られないはずである。リンと窒素を同時に添加した野外実験では、窒素による酸化酵素活性（ポリフェノールオキシダーゼ活性）の低下が見られなかったため、リン収奪仮説の検証ができなかった。これは、試験地のバックグラウンド窒素量が多かったことに起因すると考えられた。続いて野外試験結果を含むメタ解析を行ったところ、野外試験同様窒素による酸化酵素活性の低下が見られず、リン収奪仮説の検証ができなかった。これは、窒素とリンを同時に添加した試験の数が不十分であることに起因したと考えられた。そのため、窒素添加によって酸化酵素活性（ポリフェノールオキシダーゼ活性）が低下したサイトのデータのみを用いて再解析を行った。しかし、窒素に加えてリンを添加したものと窒素のみを添加したものの間に差は見られず、リン収奪仮説は支持されなかった。また、リン添加によってポリフェノールオキシダーゼ活性が低下したとする報告も存在した。以上の結果は、リン収奪仮説は窒素添加による酸化酵素活性の低下を統一的には説明できないことを明らかにした。

我们通过荟萃分析和磷添加实验验证了“磷剥夺假说”，发现磷剥夺假说不能统一解释氮添加导致的氧化酶活性降低的进展。如果缺磷假说正确，则添加氮时氧化酶活性会降低，而同时添加氮和磷时不会观察到氧化酶活性降低。在同时添加磷和氮的田间试验中，没有观察到氮导致氧化酶活性（多酚氧化酶活性）下降，因此缺磷假说无法得到验证。这被认为是由于测试地点存在大量背景氮所致。随后，进行了包括田间试验结果的荟萃分析，与田间试验一样，没有观察到氮导致氧化酶活性下降，无法验证缺磷假说。这被认为是由于同时添加氮和磷的试验数量不足所致。因此，仅使用氧化酶活性（多酚氧化酶活性）由于氮添加而降低的位点的数据进行再分析。然而，在氮的基础上添加磷与单独添加氮之间没有观察到差异，并且磷剥夺假说没有得到支持。还有报道称，由于添加磷，多酚氧化酶活性降低。上述结果表明，缺磷假说不能统一解释氮添加导致的氧化酶活性降低。

项目成果

Does simultaneous phosphorus fertilization negate the suppressive effect of nitrogen fertilization on polyphenol oxidase activity?

• DOI: 10.1016/j.geoderma.2022.116287
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Geoderma
• 影响因子: 6.1
• 作者: Taiki Mori;N. Imai;K. Kitayama