管理型作物栽培に向けた超高精度な土壌生態系解析基盤の確立

本研究では、DNAメタバーコード法により、作物等の栽培土壌における全生物相の高精度分析法の確立と植物栽培への応用を目指している。本年度は、手法の改良ならびに本法を用いた、圃場とポットでの有用植物栽培土壌における生物相解析を開始した。手法の改良では、適用可能な土壌量の制限のないリン酸バッファー抽出と簡易DNA精製カラムを用いた土壌DNA調製法（新規法）の検討を行なった。2つの方法で土壌量を変えて土壌生物相解析を行った結果、新規法による土壌DNAから得られた原核生物と真核生物のベータ多様性は、専用DNA精製カラムを用いた従来法の土壌DNAから得られた多様性とは、やや異なっていた。新規法では、従来法（10 g）より多い100 gまでの土壌が使用でき、より広範な土壌生物の分析が可能であることが示されたが、これまで得られた生物相データとの比較解析のため、今後も従来法による土壌DNA調製を継続することにした。大学圃場を整備し、2022年度6月より、圃場２区画とポットで、アレロパシーを有する植物のマリーゴールドとヘアリーベッチ、さらに2種の有用植物を栽培し、植物近傍の土壌を4回採取した（４反復）。圃場土壌141サンプルより土壌DNAを調製し、16S, 18S rRNA遺伝子断片の増幅とシークエンシングを実施した。しかし、ポット栽培については、土壌採取は行なったものの、土壌DNA精製過程に問題が生じ、実験を中止した。また、新たな追加項目として、マリーゴールドの共栽培実験を計画、秋季に実施し、合計132サンプルの土壌を回収した。今後、ポット栽培法について再検討し、栽培実験を再開するとともに、共栽培土壌の生物相解析、圃場栽培土壌からのシークエンスデータ解析を進める予定である。

本研究では、DNAメタバーコード法により、作物等の栽培土壌における全生物相の高精度分析法の確立と植物栽培への応用を目指している。本年度は、手法の改良ならびに本法を用いた、圃場とポットでの有用植物栽培土壌における生物相解析を開始した。手法の改良では、適用可能な土壌量の制限のないリン酸バッファー抽出と簡易DNA精製カラムを用いた土壌DNA調製法（新規法）の検討を行なった。2つの方法で土壌量を変えて土壌生物相解析を行った結果、新規法による土壌DNAから得られた原核生物と真核生物のベータ多様性は、専用DNA精製カラムを用いた従来法の土壌DNAから得られた多様性とは、やや異なっていた。新規法では、従来法（10 g）より多い100 gまでの土壌が使用でき、より広範な土壌生物の分析が可能であることが示されたが、これまで得られた生物相データとの比較解析のため、今後も従来法による土壌DNA調製を継続することにした。大学圃場を整備し、2022年度6月より、圃場２区画とポットで、アレロパシーを有する植物のマリーゴールドとヘアリーベッチ、さらに2種の有用植物を栽培し、植物近傍の土壌を4回採取した（４反復）。圃場土壌141サンプルより土壌DNAを調製し、16S, 18S rRNA遺伝子断片の増幅とシークエンシングを実施した。しかし、ポット栽培については、土壌採取は行なったものの、土壌DNA精製過程に問題が生じ、実験を中止した。また、新たな追加項目として、マリーゴールドの共栽培実験を計画、秋季に実施し、合計132サンプルの土壌を回収した。今後、ポット栽培法について再検討し、栽培実験を再開するとともに、共栽培土壌の生物相解析、圃場栽培土壌からのシークエンスデータ解析を進める予定である。