火熱撹乱による森林土壌細菌生態系の回復メカニズムの解明

火热扰动森林土壤细菌生态系统恢复机制的阐明

• 批准号: 21K12203
• 负责人: 笠原 康裕
• 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 Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12203/
• 关键词: 細菌群集解析; 細菌機能解析; 生態撹乱; 生態回復; 山焼き; 生態攪乱; 細菌群集; 土壌生態系; 撹乱; 回復メカニズム

山火事は生態系にとって重大な撹乱であり、土壌微生物にも多大な影響を与える。火災後の土壌生態系の回復に微生物が重要な役割を果たしているが、微生物群集の回復メカニズムは群集の構造・多様性・遷移に関する経時的な解析データの不足により未解明である。さらに生態系機能レベルの群集集合の研究不足も回復メカニズムの理解を阻んでいる。本研究は、火入れ後の回復過程における細菌群集と細菌機能群の構造変化を経時的に解析し、一連の解析結果から、構造と機能の関連性を見いだし、細菌群集の回復の変化とメカニズムを明らかにすることである。細菌群集代謝プロファイル解析として、基質31種類が入った96穴プレートEcoPlateを用いて、土壌の基質分解能の有無を発色から判断し、代謝プロファイル解析を行う。さらに、発色ウェルから、DNAとRNAを同時に抽出する。DNAについて16SrDNA遺伝子を増幅、解読し、同定と組成解析を行う。抽出RNAについて、RNA-seq解析を行い、ネットワーク分析や群集機能解析を行う。本年度は、山形大学農学部鶴岡演習林内において、８月に新たな山斜面で、樹木の伐採・撤去、火入れ、山焼きを行った。この実験フィールドで、火入れ前と火入れ後、１，１４，３５，７４日後に土壌採取を行った。細菌群集解析やEcoPlate解析はDNA抽出や培養での試料間のばらつきをできるだけ避けるために、１年後の土壌採取後にまとめて行うことにした。本研究の先行研究として行っている、２０１４年２０１５年山焼きフィールドでの８年と７年目の土壌採取を行い、細菌種と真菌種の群集解析を行った。これで火入れ後、短期と長期の群集変化を解析することができる。加えて、この２つのフィールドの全試料で、細菌と捕食―被食関係にある線虫の群集構造変化の解析も行った。

How much does the fire affect the ecosystem? Microorganisms play an important role in the recovery of soil ecosystems after fires, and the recovery of microbial populations is related to the structure, diversity and migration of microbial populations. There is a lack of research on ecosystem functions and clusters, and there is a lack of understanding of ecosystem functions. This study focuses on the analysis of bacterial colony and structural transformation of bacterial functional groups during the recovery process after fire, the relationship between structure and function, and the transformation of bacterial colony after fire. Bacterial community metabolism analysis, 31 kinds of substrate, 96 points of EcoPlate application, soil matrix decomposition ability and the presence or absence of color determination, metabolism analysis DNA and RNA were extracted simultaneously. DNA amplification, resolution, and composition analysis of 16S rDNA fragments RNA extraction, RNA-seq analysis, cluster analysis, etc. This year, Yamagata University, Faculty of Agriculture, Tsuruoka training forest, August, new mountain slope, tree cutting, removal, fire, mountain burning, etc. After 1, 14, 35, and 74 days, the fire was taken. Bacterial colony analysis, EcoPlate analysis, DNA extraction, culture, sample preparation, soil preparation, 1 year later This study was conducted in the first year of 2014 and in the second year of 2015. After the fire, the short-term and long-term cluster analysis Add