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荒廃地土壌の微生物窒素固定と固定された窒素の安定性

荒地土壤微生物固氮及固定氮稳定性

基本信息

批准号：
18K14557
负责人：
内田義崇
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K14557/
关键词：
窒素固定荒廃地土壌先駆植物 nifH 根圏有機物

项目摘要

荒廃地土壌の生産性を回復させるためには、窒素が効率よく微生物により土壌へ固定されることが重要である。この研究では、サブサヘルアフリカで採取した荒廃地土壌において、先駆植物の根圏で窒素固定を行うコミュニティを明らかにする。本年度は、①ザンビアの荒廃地でAfrican fountain grass (Pennisetum setaceum)の根圏から採取した土壌や、②日本の荒廃地（都市部の建築現場跡地）における先駆作物の根圏土壌を用いた実験を行った。①に関しては、異なるDNA抽出法を試し、抽出法によって定量PCRや次世代シーケンサによる微生物群衆構造解析にバイアスが出ることが無いかを調査した。結果として、高額であり現地で手に入りにくい土壌DNA抽出キットを用いればより多くのDNAを抽出できるものの、群衆構造解析へのバイアスは少ないことがわかった。しかし、このことは定量PCRの結果が抽出法に強く影響を受けることを示唆しており、今後さらにサブサヘルアフリカで精緻な土壌微生物DNA研究を行っていく上で障壁となる。②に関しては、窒素固定微生物のDNA量を、定量PCRを用いて検証するための条件検討を行った。プライマはPo1FとPo1Rを用い、DNAの精製や希釈の条件などを検討した。結果として、AMPureを用いた精製を行うこと、プライマ濃度を高めることなどで、定量PCRによる土壌中窒素固定遺伝子の定量が成功することを明らかにした。また、ポプラ（Populus）、スギナ（Equisetum arvense）、白クローバー（Trifolium repens）などの先駆植物の根圏土壌において、窒素固定遺伝子量に差が見られる可能性があることが示唆された。

The productivity of the soil is restored to its original state. This research is based on the study of plant growth and root fixation. In the current year, the root system of African fountain grass (Penisetum setacum) was adopted, and the root system of Japanese fountain grass (construction site of the Ministry of Urban Affairs) was adopted. 1. DNA extraction method for quantitative PCR analysis of microbial population structure The results show that there is a high level of DNA extraction and mass structure analysis. The results of quantitative PCR are strongly influenced by the extraction method, and the barriers to microbial DNA research in the future are discussed. (2) To discuss the conditions of DNA quantification and quantitative PCR for immobilized microorganisms. The conditions for the purification of DNA are discussed. The results showed that the concentration of protein was high, and the quantitative PCR was successful. The difference in the amount of fixed seeds in the root system of the plant is likely to occur.