鉛・亜鉛汚染地における健全土壌の再生成に向けた植物―微生物相互作用の解明

阐明铅锌污染地区健康土壤再生的植物-微生物相互作用

• 批准号: 22KJ0001
• 负责人: 龍見(岩岡) 史恵
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-06-29 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0001/
• 关键词: 土壌微生物; 微生物間相互作用; 植物ー微生物相互作用; 微生物間ネットワーク; 菌根菌; 腸内菌叢; 硝化; 窒素循環; 腸内細菌

本研究では、汚染土壌の回復にとって鍵となる植物―動物―微生物間の相互作用を理解し、その応用可能性について検討することを目指す。当該年度の研究において、室内で鉛添加土壌を培養した結果、鉛汚染により、土壌中の微生物群集構造が大きく変化し、特に高濃度の汚染下で微生物間の繋がり（ネットワーク）が希薄化することが明らかとなった。微生物間ネットワークの複雑性は、重金属汚染を伴う都市化によっても低下すること、さらにそのネットワークの中心となる微生物は、植物の養分供給や病原抵抗を支える菌根菌であることも明らかとなった。実際に菌根菌の機能が低下しているかについても、土壌からRNAを抽出することによって現在調査を進めている。また、ザンビアから輸入した土壌の微生物群集構造についても現在分析を行っており、同様の変化が見られるのか検証したいと考えている。加えて、鉛汚染は、土壌中の窒素循環、特に植物にとって利用しやすい硝酸の生成（硝化）に関わる微生物の数を減少させ、それに伴い硝化速度も減少させていた。鉛添加土壌に堆肥を投入し、また、土壌上で動物（マウス）を育成したところ、汚染土壌における堆肥や動物の存在は、硝化機能の回復に貢献することが示唆された。これに関連して、放牧酪農場を対象に糞や堆肥、および土壌を採取した実験から、糞・堆肥・土壌に生息する微生物の間には多くの共通種がいること、糞や堆肥中にも見られる微生物が土壌中の微生物間ネットワークの中心に位置していることが明らかとなっており、糞や堆肥の投入が土壌微生物群集を変化させている可能性がある。

This study is aimed at understanding the relationship between plant-animal-microorganism interactions and the recovery of contaminated soil, as well as exploring the possibility of their application. In this year's study, the results of indoor lead added soil culture, lead pollution, soil microbial community structure increased, especially under high concentration of pollution, microbial interaction, and so on. Microbial and plant nutrient supply, pathogen resistance, and heavy metal pollution are the key factors in urbanization. In fact, mycorrhizal fungi function is low, and the RNA is extracted from soil. The microbial community structure of the soil was analyzed and identified. Increase in lead pollution, nitrogen cycling in soil, utilization of nitric acid by plants, reduction in microbial numbers, and reduction in nitrification rates Lead added to soil compost, soil on the animal (s), soil on the compost, the existence of nitrification function of the recovery of the contribution This is related to the possibility that the microbial community in the soil will change in the center of the microbial community in the manure compost and soil.

项目成果

Changes in the soil microbial-driven nitrogen cycle by the presence of mice in heavy metal contaminated and organic amended soils

重金属污染和有机改良土壤中小鼠的存在导致土壤微生物驱动的氮循环发生变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Takamitsu Ohigashi;Chikae Tatsumi;Termuasa Yamamoto;Nyein Chan Soe;Hokuto Nakata;Shouta Nakayama;Mayumi Ishizuka;Yoshitaka Uchida
• 通讯作者: Yoshitaka Uchida

Microbial decomposition ability in cool-temperate forests on contrasting rock types in Japan

日本寒温带森林对比岩石类型的微生物分解能力

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryosuke Nakamura;Chikae Tatsumi;Hirofumi Kajino;Yutaro Fujimoto;Rei Fujii;Tomohiro Yokobe;Naoki Okada
• 通讯作者: Naoki Okada

Negative impacts of urbanization and forest fragmentation on soil ectomycorrhizal fungi and microbial community networks

城市化和森林破碎化对土壤外生菌根真菌和微生物群落网络的负面影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Chikae Tatsumi;Kathryn Atherton;Sarah Garvey;Lucy Hutyra;Pamela H. Templer;Jennifer M. Bhatnagar
• 通讯作者: Jennifer M. Bhatnagar

How does urbanization impact connections within the soil microbiome?

城市化如何影响土壤微生物组内的联系？

• 发表时间: 2021
• 作者: Kathryn Atherton;Chikae Tatsumi;Sarah Garvey;Lucy Hutyra;Pamela H. Templer;Jennifer M. Bhatnagar
• 通讯作者: Jennifer M. Bhatnagar

Boston University(米国)

波士顿大学（美国）