メタゲノム解析とQTL解析から探る，植物-土壌微生物群集相互作用機構

通过宏基因组分析和QTL分析探讨植物-土壤微生物群落相互作用机制

• 批准号: 21K14763
• 负责人: 番場 大
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14763/
• 关键词: 植物-微生物相互作用; 微生物群集; QTL解析; ミヤコグサ; メタゲノム; 生物間相互作用; メタゲノム解析

近年，持続可能な農業の確立が世界的な課題となっている中で，植物と土壌微生物群集の相互作用は，低環境負荷農業を実現する極めて重要な役割を担うと期待されている。そこで，本研究では，植物と土壌微生物群集の相互作用に関連する植物遺伝子座を特定し，微生物群集との相互作用が植物によってどのように規定されるのかを明らかにすることを目的とし，マメ科のモデル植物ミヤコグサを用いて，土壌微生物群集の接種実験，メタゲノム解析，およびQTL解析を組み合わせることで，植物-土壌微生物群集の相互作用機構についてアプローチする。2022年度は2021年度に得られた結果の再解析を含めて研究を進めた．2021年度にはミヤコグサGifu系統とLotus burttii系統との間に作成されたRILsを用いた接種実験を行い，2023年度にはGifu系統とミヤコグサMG20系統との間に作出されたRILsを用いた接種実験を行い，結果を統合する予定であった．しかし，2021年度に利用していた人工気象器の破損に伴い，生育環境を一新する必要性が生じた．そのため，生育環境バイアスを除くために，2023年度においてもLotus burttii系統とのRILsとMG20系統とのRILsについても再度接種実験を行った．また，2021年度の結果では，接種実験の際に１ポット２系統を栽培したところ，ポットとしてのバイアスが検出されたため，同バイアスをできる限り減らすようにすべての個体をランダマイズして栽培した。得られた834個体をの根サンプルはすでに採取済みであり，現在解析を進めている。加えて，解析結果を2021年度の結果と比較し，微生物群集への植物遺伝子座の効果がどれだけロバストなのかを評価したい。

In recent years, agriculture has become a global problem, and the interaction between plants and soil microbial communities is expected to play an important role in agriculture with low environmental load. In this study, plant genetic loci were identified in relation to interactions between plant and soil microbial populations, and interactions between soil microbial populations were identified in relation to plant genetic loci. Interaction mechanism of plant-soil microbial community In 2022, the analysis of the results obtained in 2021 was carried out. In 2021, the RILs were produced between the Gifu system and the Lotus burttii system. In 2023, the RILs were produced between the Gifu system and the Lotus burttii system. In 2021, it is necessary to make use of artificial sensors to improve the reproductive environment. In 2023, the Lotus burttii system and the RILs of the MG20 system were re-inoculated. In 2021, the results showed that the number of individuals who had been inoculated was 1 and the number of individuals who had been inoculated was 2. 834 individuals are required to take part in the analysis. In addition, the analysis results are compared with the results of 2021, and the results of microbial community and plant genetic loci are evaluated.

项目成果

ミヤコグサ根微生物群集に対するQTLマッピング

莲花根部微生物群落QTL定位

• 发表时间: 2022
• 作者: 番場 大;Akyol Turgut Y;Quilbe Johan;Andersen Stig U;佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

Aarhus University(デンマーク)

奥胡斯大学（丹麦）

バイオスティミュラントハンドブック

生物刺激剂手册

• 发表时间: 2022
• 作者: 山内 靖雄;須藤 修;和田 哲夫;日本バイオスティミュラント協議会
• 通讯作者: 日本バイオスティミュラント協議会

植物-微生物群集相互作用をとりまく植物，群集，および環境の効果

植物、群落和环境对植物-微生物群落相互作用的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 番場 大 ; Turgut Yigit Akyol ; 東 優佑 ; Stig Uggerhoj Andersen ; 佐藤 修正
• 通讯作者: 佐藤 修正

番場 大, Akyol Turgut Y, Quilbe Johan, Andersen Stig U, 佐藤 修正

Dai Bamba、Akyol Turgut Y、Quilbe Johan、Andersen Stig U、Sato Correction

• 发表时间: 2022
• 作者: 番場 大;Akyol Turgut Y;Quilbe Johan;Andersen Stig U;佐藤 修正;ミヤコグサ根微生物群集に対するQTL解析
• 通讯作者: ミヤコグサ根微生物群集に対するQTL解析