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鉄還元窒素固定菌から見た水田土壌の炭素・窒素動態：稲が土を肥やし土が稲を育てる

从铁还原固氮细菌看稻田土壤碳氮动态：水稻施肥，土壤长水稻

基本信息

批准号：
20K15423
负责人：
増田曜子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1)稲わら分解微生物の解明(13C-SIP)、稲わら分解により生成する炭素化合物の特定安定同位体標識した稲わらを添加した水田土壌ミクロコズムを作製し、湛水および落水を行い圃場環境を再現し60日間培養した。培養した土壌を採取し、土壌中に存在する有機酸および糖類の同定に使用する土壌を-30度、DNAおよびRNA抽出に使用する土壌を-80度で保存した。-80度で保存した土壌からDNAおよびRNAを抽出し、密度勾配遠心を行った。それぞれの画分における16S rRNA遺伝子量を測定したところ、日数の経過とともに密度の高い画分におけるDNAの存在量が増加していることが示された。重い画分および軽い画分に含まれる微生物種をアンプリコンシーケンシングにより同定した。また、糖類および有機酸の抽出法・誘導体化法を検討し、双方の検討を終えた。保存していた土壌から有機酸および糖類を抽出して同定および定量を行い、培養期間中のそれらの遷移を解析した。(2)鉄還元窒素固定菌による窒素固定量の解明(15N-SIPおよびIRMS) 15N2を気相に封入した水田土壌ミクロコズムを作製し、鉄還元窒素固定菌が実際に15N窒素を取り込んでいることを確認するとともに、大気由来窒素を取り込む他の微生物群の特定を試みた。48時間,72時間双方のサンプルにおいて鉄還元菌由来の窒素固定遺伝子は14Nで培養を行った時と比較して15Nで培養を行った時に密度が高い画分にピークがシフトすることを確認した。また、16S rRNAのアンプリコンシーケンシングも行ったところ、鉄還元菌の相対存在量は特に重い画分において高いことが示された。さらに、鉄添加により窒素固定活性が高まる新たな細菌を見出し、分離、性状解析およびゲノム解析を行った。また、IRMSを用いて土壌中に固定された窒素量の算出も行った。

1) The explanation of the microorganism that decomposes Inari (13C-SIP) and the identification of the specific stable isotope of the carbon compound produced by the decomposition of Inari The た稲わらをadded したpaddy soil ミクロコズムを productionし, Zhanshui および水を行いgarden environment をreproductionし60 day cultivationした. The soil is cultivated, the soil is collected, the soil is present, the organic acids are present in the soil, and the sugars are the same and the soil is used. The temperature is -30 degrees, the DNA is extracted and the RNA is extracted, and the soil temperature is -80 degrees and the preservation method is used. Preservation at -80 degrees, extraction of DNA and RNA from the soil, and density matching telecentric operation.それぞれの画分における16S The amount of rRNA residues is measured, the number of days is exceeded, the density is high, the density is high, and the amount of DNA is present is increased.重い画分および軽い画分に containまれるmicrobial species をアンプリコンシーケンシングにより同定した.また, sugar およびorganic acid のextraction method, induced body transformation method を検し, both sides の検をFINAL えた. Preservation and extraction of soil and organic acids and sugars, extraction and quantitative analysis of organic acids, and analysis of migration during culture. (2) Explanation of the amount of iron-reducing element-fixed bacteria による-fixed element (15N-SIP およびIRMS) 15N2 を気phase にした paddy soil ミクロコズムを production し, 鄄 reducing element sulfide fixed bacteria が実记に 15N sulfideをGET り込んでいることを CONFIRM するとともに, 大気 Origin suffocation element をGET り込むhis のspecific をtest みた of the microbiome. 48 hours, 72 hours both sides of the のサンプルにおいて鄄鄄 returned bacteria origin の suffocation element fixed legacy は 14N で culture を row った时とComparisonして15Nでcultureを行った时にdensityが高いdraw分にピークがシフトすることをconfirmationした.また、16S rRNAのアンプリコンシーケンシングも行ったところ、鉄狠The amount of existence of the original bacteria is very high.さらに, iron added によりsulfin fixation activity がまる new たな bacteria を see し, isolation, character analysis およびゲノム ANALYSIS を row った.また、IRMSをUse the いて土壌中に to fix the されたsuffocation element and calculate the も行った.

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

窒素長期無施用水田土壌における窒素肥沃度維持の微生物メカニズム

长期不施氮的水稻土保持氮素肥力的微生物机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Morinaga Kana;Kusada Hiroyuki;Watanabe Miho;Tamaki Hideyuki;才崎周平，緋田安希子，田島誉久，加藤純一;増田曜子
通讯作者：
増田曜子

Anaeromyxobacter oryzae sp. nov., Anaeromyxobacter diazotrophicus sp. nov. and Anaeromyxobacter paludicola sp. nov., isolated from paddy soils

米厌氧粘杆菌 sp.

DOI：
10.1099/ijsem.0.005546
发表时间：
2022
期刊：
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
影响因子：
2.8
作者：
Itoh Hideomi;Xu Zhenxing;Mise Kazumori;Masuda Yoko;Ushijima Natsumi;Hayakawa Chie;Shiratori Yutaka;Senoo Keishi
通讯作者：
Senoo Keishi

稲が土を肥やし土が稲を育てる－鉄還元菌と水田土壌の炭素・窒素循環－

水稻给土壤施肥，土壤长出水稻 - 水稻土中的铁还原菌和碳氮循环 -