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

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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