土と微生物

菌類の地理的分布研究は微生物の特微に起因する諸問題によって大形の生物に関する研究に比較して大幅に遅れている。最近の分子生物学的手法の発達は地史的拡散や気候変遷と菌類の拡散に関する分野の研究を容易にする可能性を秘めている。また,地球環境変化に伴う気候変動による生物の移動に関する情報の必要性から菌類の分布研究の必要性が認識されてきた。腐生性微小菌類を対象に地理的分布調査を行う場合に考慮すべき事項として基質と菌類の関係を検討した。また,菌類の生活史戦略と基質上の寿命について考察した。気候との関連を研究するためには異なる地域に分布する同種で同じ分解段階の基質上における菌類群集の比較が理想であることを示した。本邦のマツ落葉生息菌の例を示し,同一基質上では試料採集地点の年平均気温が菌の出現頻度や住み着き率に強い影響を及ぼすことを示した。また,腐生菌類の示す基質供給源植物種に対する嗜好性と地理的分布の問題について考察した。

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植物の集団生物学における研究の現状と進展に関して概説した。研究の進展には,アロザイム多型のデータや,マイクロサテライトなど新たな分子マーカーの導入がもたらしたインパクトが大きいが,植物集団の構造に関しても,個々の種の保有する生活史過程,個体群統計や集団の動態に関する長期モニタリング研究がもたらした成果が非常に大きい。一年草,多年草はもとより,クローン植物集団の遺伝構造の解析において,新たなサンプリング戦略の展開が果たした役割も評価しなければならない。また,葉緑体ゲノムなど,オネガネラに保存された遺伝子(rbcL, matKなど)の構造解析から,各種分類群の系統樹を構築し,類縁関係の解明を試みる分子系統学的研究が活発に行われているが,形質分化に関しても,系統的制約と環境的制約の相互作用の帰結が読みとられつつあり,進化的変化の本質が次第に明らかにされつつある。

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1991年のフィリピン・ピナツボ火山の火山噴火と継続するラハール(火山泥流)災害によって,火山周辺の農耕地は大きな被害を受けた。本稿では,植生(主に野生サトウキビ)の回復レベルが異なるラハール堆積物の化学的特性と堆積物中で形成される微生物フロラについて分析した結果を述べ,植生の自然回復と微生物フロラの連関について考察した。ラハール堆積物の化学的特徴は,全炭素,全窒素量が低く,硫黄化合物含量が高い点であった。植生の回復レベルにかかわらず,堆積物中の細菌フロラでは,高G+Cグラム陽性菌が主要な細菌グループであったが,その菌種構成は,植生回復レベルの違いによって大きく異なった。すなわち,植生の自然回復が認められなかった地点ではNocardioidesとTerrabacterが主要なグラム陽性菌種であり,野生サトウキビがスポット状に生育していた地点ではそれらに代わってStreptomycesが優勢であった。同様に,グラム陰性菌の菌種構成も,β-プロテオバクテリアのグループであるRalstoniaからα-プロテオバクテリアのBradyrhizobium/Rhizobiumへシフトした。以上の結果をもとに,植生の自然回復と連関する二つの微生物生態系を考察した。

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アブラナ科野菜根こぶ病は難防除土壌病害のひとつであり,その病原菌(Plasrnodiophora brassicae,根こぶ病菌)は絶対寄生菌であるため土壌中で腐生的に増殖することがない反面,培地上での培養,計数ができない。根こぶ病の発病と土壌中の休眠胞子密度との関係を示すDose Response Curve (DRC)は病原菌,土壌,植物により変動する。(1)根こぶ病菌:根こぶによる差だけでなく,1個の根こぶの中でさえ休眠胞子の発芽率,病原力が異なり,そのため圃場によって病原力が大きく異なった。(2)土壌:普通黒ボク土(福島)よりも淡色黒ボク土(福島)の方がDRCは全体に低く推移した。また,同じ淡色黒ボク土でも地域によりDRCは異なった。さらに,土壌pHの影響も受け,pHを高く矯正した土壌では元の土壌よりもDRCは低く推移した。(3)植物:ハクサイ,キャベツ,ブロッコリーの順でDRCは低く推移した。また,罹病的な品種と抵抗的な品種とでは後者の方がDRCは低くなった。以上のことから,現地農家圃場の正確な土壌評価を行うためには,土壌中の病原菌密度を把握するとともに,その圃場の病原菌(複数の根こぶ),土壌,植物(種類・品種)を用いて,DRCを作成することが必要である。現在根こぶ病の防除剤として広く使われているフルスルファミド粉剤は,休眠胞子の発芽や根毛感染を抑制するものの,土壌中の病原菌密度に対する影響はみられず,同剤の効果は殺菌的な作用ではなく,静菌的な作用によることが示唆された。さらに,残効性が認められるため,同剤の施用により根こぶ病の発生は抑制され,土壌中の病原菌密度が増大することはない反面,積極的な病原菌密度の減少もあまり期待できないことが示唆された。積極的に土壌中の休眠胞子密度を減少させる方法として,おとり植物の利用がある。即ち,おとり植物を前作として栽培し,土壌中の病原菌密度を積極的に低減させて,後作のアブラナ科植物の発病を軽減させることが可能であった。しかし,この発病抑制効果はDRCに依存し,病原菌密度が高くなるにつれて少なくなった。このように根こぶ病を防除する際には,土壌中の病原菌密度を把握し,対象とする圃場のDRCを十分考慮することが必要である。また,おとり植物以外にも病原菌密度低減効果を有する資材を利用するなど各種個別技術を組み合わせ,発病に伴う病原菌密度の増大を抑制しつつ,積極的に病原菌密度を低減させていくことが必要である。

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