ヤムイモにおける窒素固定細菌の　共生機序の解明と栽培への利用

山药固氮菌共生机制的阐明及其在栽培中的应用

• 批准号: 19J10731
• 负责人: 高田 花奈子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10731/
• 关键词: ヤムイモ; 窒素固定; 安定同位体; アセチレン還元法; メタ16解析; メタ16S解析

ヤムイモはヤマノイモ属植物の総称であり、東南アジア原産のダイジョや、世界の生産量の9割以上を占める西アフリカで最も多く生産されている種であるホワイトヤムなどがある。多くの先行研究がヤムイモの高い環境適応能力を指摘しているが、肥料投入が前提の近代農業において低肥沃土壌で生育可能なヤムイモの窒素吸収源について検討がされてこなかった。申請者らのこれまでの研究により、無施肥でも塊茎収量を得られるダイジョ品種の植物体窒素のうち4割が大気中窒素由来であると推察され、茎と根から窒素固定活性を持つ細菌を分離したことから、ダイジョは低肥沃土壌条件下でも窒素固定細菌との共生により収量を維持していると示唆された。このことから、異なるヤムイモの種でも微生物の窒素固定の関与により生育や塊茎収量を維持するヤムイモ系統の存在が考えられた。本研究ではヤムイモの窒素吸収機構と窒素固定細菌による生育への関与について解明することを目的とし、その成果から、微生物との共生という新たな観点に基づいたヤムイモの窒素吸収特性に関する知見を得ることで、自然界にいる共生微生物の力を利用したヤムイモ栽培技術の開発に資する知見の獲得を目指した。具体的に以下について試験を実施した。1) ナイジェリア産ヤムイモ系統における窒素固定活性を示す細菌の分離、2) δ15Nを利用したナイジェリア産ホワイトヤム系統における吸収窒素の由来を検討、3) 15N標識肥料を用いたホワイトヤムの窒素吸収特性の検討、および4) 次世代シーケンサーを用いたホワイトヤムに共生する細菌群集構造の解明

The plants of the genus Nelumbo nucifera are the most common in the world, accounting for more than 9% of the total number of plants in the world. The first step is to study the environmental environmental pollution capacity of high-level agricultural plants. The premise of fertilizer input is that it is possible to grow low-fertile soil in modern agriculture and to absorb asphyxiating hormone. The applicant was asked to apply for the study of asphyxiation and fertilization. The asphyxiation of asphyxiation in plants of different varieties was obtained. Asphyxiation of asphyxiation in the root of stem, asphyxiation activity of root asphyxiation of stem, isolation of bacteria, isolation of asphyxiate, asphyxiation, asphyxiation, Under the condition of low fertile soil, asphyxiant immobilized bacteria and symbiotic bacteria were used to maintain the concentration of asphyxiating bacteria. There are some problems in the maintenance of microbial asphyxiant fixation and growth, the maintenance of stem mass, the maintenance of stem mass and the maintenance of microbial asphyxiation. In this study, asphyxiant immobilized bacteria, fertility, microbiological symbiosis, microbiological symbiosis, asphyxiant absorption characteristics, asphyxiant absorption characteristics In nature, the symbiotic microorganisms use the cultivation techniques to develop information and knowledge. The specific information is listed below. 1) the isolation of bacteria was demonstrated by the activity of asphyxiant fixation in the whole system. 2) δ 15N was used to detect the cause of asphyxiant absorption in the system. 3) 15N standard fertilizer was used to determine the characteristics of asphyxiant absorption. (4) the next generation will be explained by the symbiosis of bacteria in the next generation.

项目成果

Growth of Water Yam (Dioscorea alata L.) as Affected by Bacterial Inoculation under Growth Chamber Conditions.

生长室条件下细菌接种对水山药 (Dioscorea alata L.) 生长的影响。

• 发表时间: 2021
• 期刊: Tropical Agriculture and Development
• 作者: Liswadiratanakul Sumetee;Michel Ouyabe;Hideki Hinomizu;Kanako Takada;Hidehiko Kikuno;Babil Pachakkil and Hironobu Shiwachi
• 通讯作者: Babil Pachakkil and Hironobu Shiwachi

Metagenomic Analysis of Nitrogen-Fixing Bacteria in Six Accessions of White Guinea Yam (Dioscorea rotundata Poir.)

六种白珍珠山药 (Dioscorea rotundata Poir.) 固氮细菌的宏基因组分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Ayodeji Peter IDOWU;Kosuke YAMAMOTO;Yuh SHIWA;Minenosuke MATSUTANI;Kanako TAKADA;Michel OUYABE;Babil PACHAKKIL;Hidehiko KIKUNO;Asrat ASFAW;Ryo MATSUMOTO;Hironobu SHIWACHI
• 通讯作者: Hironobu SHIWACHI

メタ16S解析法によるダイジョ共生細菌叢の解明

使用meta-16S分析方法阐明Daijo共生菌群

• 发表时间: 2019
• 作者: 朱家成;山本紘輔;志波優;Michel Ouyabe;髙田花奈子;パチャキルバビル;菊野日出彦;田中尚人;志和地弘信
• 通讯作者: 志和地弘信

国際熱帯農業研究所(ナイジェリア)

国际热带农业研究所（尼日利亚）

Isolation of Nitrogen-Fixing Bacteria from Water Yam (Dioscorea alata L.)

从水山药 (Dioscorea alata L.) 中分离固氮细菌

• 发表时间: 2019
• 期刊: Tropical Agriculture and Development
• 作者: Kanako TAKADA;Naoto TANAKA;Hidehiko KIKUNO;Pachakkil BABIL;Michio ONJO;Byoung-Jae PARK;and Hironobu SHIWACHI
• 通讯作者: and Hironobu SHIWACHI