土と微生物

ブラックボックスをクリアボックスへ

藤井毅

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 1-2
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_1

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種々の冬作物の根に感染したアーバスキュラー菌根菌の群集構造

肥後昌男, 磯部勝孝, 前川富也, 石井龍一

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 3-10
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_3

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冬季に導入した種々の作物根に感染したAMFの群集構造の違いを明らかにするため,日本大学生物資源科学部附属農場(腐植質黒ボク土)において圃場試験を2箇年にわたり行った。2007年は11月にコムギを播種した11月播きコムギ区と4月にコムギを播種した4月播きコムギ区,ナタネ区の計3区を設けた。2008年はコムギ区,アカクローバ区,ナタネ区の計3区を設けた。両年とも冬作物の根におけるAMFの群集構造を調査した。2007年においては11月播きコムギ,4月播きコムギの根では共にGlomus属のAMFが共通して認められたが,Gigasporaceae科のAMFは4月播きコムギしか認められず,同じ作物でも播種時期の違いによって根に感染するAMFの群集構造が異なることが明らかになった。2008年では,コムギ,アカクローバの根ではGlomus属のAMFが共通して認められたが,Gigasporaceae科のAMFはアカクローバでしか認められなかった。本研究より,同一作物による播種時期の違いや栽培する作物の種類により根に感染するAMFの群集構造が異なることが明らかとなった。

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クロタラリア茎葉や堆肥を添加した土壌の微生物バイオマスとバイオマス当たりの呼吸活性

堀兼明, 宗林正, 浦嶋泰文, 塩見文武

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 11-17
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_11

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クロタラリアの葉や茎,バーク堆肥,牛ふん堆肥を添加した土壌および無添加土壌の培養試験を行い,微生物バイオマス(以下:バイオマス)とバイオマス当たりの呼吸活性(以下:呼吸活性)の経時変化を調査した。有機物の種類は土壌微生物特性に強く影響した。バイオマスは有機物添加で増加するが,その程度はクロタラリア葉区で特に大きく,施用1日後に乾土当たり1700mg C kg^<-1>に達した。次いでクロタラリア茎区,牛ふん堆肥区であり,バーク堆肥区は有機物無添加区レベルであった。呼吸活性は,クロタラリア葉区および同茎区で初期に高まったが,15日後には有機物無添加区に近いレベルまで漸減した。バーク堆肥区は培養期間を通じて有機物無添加区レベルであった。これらのことより,本試験で用いた有機物は主としてバイオマスを増大させる有機物と,バイオマスと呼吸活性の両者を増大させる有機物,またそれらのいずれをもほとんど増大させない有機物とに区分できることが明らかになった。

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Difference of soil biological responses to amendment with okara and coffee residue compost or cow manure compost

Erika Sato, Koki Toyota, Hajime Takeda, Ichi Okumura

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 18-26
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_18

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The Kanagawa Agricultural Technology Center has been testing the effect of a compost consisting of okara and coffee residue (OC) on Japanese radish cultivation since 1996. It is known that damage by the root-lesion nematode to Japanese radish was less severe in OC-soil than in a soil amended with cow manure compost (CM). In this study, the effects of amendment with OC-compost on soil communities of nematodes and microbes were investigated and compared with those of amendment with CM and chemical fertilizer (CF) in 2006 and 2007. There were no significant differences in total carbon among the three soils, but the soil microbial biomass was significantly higher (ca. 2.5 times) in OC- and CM-soils than in CF-soil. Glucose decomposing activity was the highest in OC-soil, followed by CM-soil and then CF-soil. There was no significant difference in the density of the root-lesion nematode, but that of free-living nematodes was significantly higher in OC- and CM-soils than in CF-soil. The community structures of nematodes and fungi in the soils and of bacteria on the Japanese radish surface, as analyzed by PCR-DGGE, were different among the three soils in both years, while the soil bacterial community was not different. Unique bands were detected in OC- and CM-soils in most of the DGGE profiles, suggesting enrichment of specific microbes and nematodes by the organic matter application. Collectively, amendment with OC- and CM-compost increased the soil microbial activity and biomass and affected the soil microbial and nematode community structures. OC-compost increased the soil microbial activity more than CM-compost did.

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土壌生態系における細胞外DNA分子の挙動 : 第2部:細胞外DNA分子の安定性と形質転換能

佐伯和利, 國頭恭, 境雅夫

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 27-33
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_27

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黒ボク土壌でのリン酸肥沃度の再評価 : 土壌微生物バイオマスリンは指標となるのか?

杉戸智子

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 34-40
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_34

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日本の畑地のおよそ半分を占める黒ボク土では施肥されたリン酸が土壌に吸着され,施肥効率が悪いことから,施肥や土壌改良資材として多量のリン酸が施用されてきた。また,低温では作物のリン吸収が抑制されるが,リン酸増肥により土壌からのリン供給力を補償できること,リンの土壌への蓄積による障害は生じないとされてきたことによりリン酸の多量施肥が助長されてきた。しかし,農地から土壌とともに流出したリンが水系汚濁の原因となる,病害発生を助長するなどの害が起こるという知見が示されるようになったことから,リン酸の適正施肥の必要性が認識されつつある。確かに低温条件下では作物のリン吸収は抑制されるが,それは土壌溶液中のリン濃度の低下だけではなく,根の伸張抑制や養分吸収能の低下など,作物側のリン吸収能が低下することも原因であるため,単にリン酸を多量施肥することで改善されるものではない。むしろ,リンの蓄積による害を回避するためにリン酸を適切に施肥することが重要である。しかし,従来畑土壌のリン酸肥沃度評価法として用いられてきたTruog法は,黒ボク土壌においては作物のリン吸収量との相関が低いという知見があり,黒ボク土壌に適したリン酸肥沃度評価法の確立が必要である。そこで,有機態リンを評価することの重要性について提案し,中でも微生物の代謝回転に伴って作物が吸収できるリンとして土壌中に供給される土壌微生物バイオマスリンは作物のリン吸収量と相関があることを示した。土壌微生物バイオマスリンは,リン酸固定能の高い黒ボク土壌のリン酸肥沃度を評価できる指標となり得ることから,今後は土壌微生物バイオマスリンの簡易測定法の開発や,土壌微生物バイオマスリン量を増加させることができる土壌管理手法の知見を積み重ねることが必要と考えられる。

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土壌微生物のグルコース利用効率に関与する要因の検証

沢田こずえ, 舟川晋也, 小崎隆

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 41-48
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_41

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土壌微生物のグルコース利用効率は,有機物循環モデルにおけるパラメーターを見積もるために重要である。グルコース利用効率は,純粋培養微生物では約60%であることが知られている一方,土壌微生物においては,広い範囲の値が報告されている。本稿では,その要因を,全土壌に共通のものと,土壌の性質に由来するものに分けて検証した。共通要因として,(1)計算方法,(2)培養時間,(3)バイオマス炭素由来呼吸の影響.(4)添加グルコース炭素濃度が考えられた。特に(4)において,グルコース利用効率は,添加グルコース炭素濃度が増加するにつれて,ある閾値までは約80%と一定で,閾値を超えると徐々に低下することが明らかになった。一方土壌の性質に由来する要因として,(1)酸性や重金属ストレス,(2)養分濃度,(3)糸状菌と細菌の割合,(4)粘土含量が考えられた。しかし,これらの要因のうち,明らかにグルコース利用効率に影響を与えるものは存在しなかった。以上から,基質濃度が低い疑似定常状態では,基質利用効率を考慮しないこれまでのモデルで微生物呼吸量は十分予測できるが急激な基質添加がある状況下では,従来のモデルでは微生物呼吸量が過小評価される可能性があることが示唆された。

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糸状菌細胞に内生する細菌の存在とその検出法

佐藤嘉則, 成澤才彦, 西澤智康, 小松崎将一, 太田寛行

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 49-54
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_49

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近年,糸状菌の細胞内部に内生する細菌の検出例が報告されている。例えば,Rhizopus属菌の菌糸内部に分布する内生細菌は,これまでRhizopus属菌が生成すると考えられていたリゾキシンを生成することが明らかとなった。このような背景から今後,糸状菌を扱う研究全般において内生細菌の検出が重要な試験項目のひとつになると考えられる。本稿では,糸状菌細胞内生細菌の検出方法として,グラム陰性細菌の細胞壁成分のひとつであるエンドトキシンの定量による内生細菌の検出法,細菌16S rRNA遺伝子を標的としたPCR法による内生細菌の検出,蛍光顕微鏡および透過電子顕微鏡を用いて,菌糸内に分布する内生細菌を直接観察する方法について,筆者らの手法を中心に既往研究を加えて解説した。本稿で紹介した検出方法は透過電子顕微鏡観察を除いて,比較的簡易であることから,糸状菌の細胞内生細菌の分布調査に広く活用されることが期待される。糸状菌細胞内生細菌および共生体(共存体)の土壌における生態学的役割については今後の研究課題である。

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コンピュータを用いた分子系統解析法(第1回)(バイオインフォマティクス解説講座(1))

堀池徳祐

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 55-60
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_55

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Streptomyces属放線菌の抗生物質生産と形態分化制御システムの理解 : どのようにして抗生物質生産を向上させるか(<特集>遺伝資源としての土壌微生物研究法の新展開)

小谷真也

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 61-65
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_61

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メタゲノムからの新規遺伝子探索 : PCRを用いた様々なアプローチ(<特集>遺伝資源としての土壌微生物研究法の新展開)

森本晶, 藤井毅

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 66-72
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_66

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メタゲノムからの未知遺伝子スクリーニング法(<特集>遺伝資源としての土壌微生物研究法の新展開)

内山拓

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 73-77
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_73

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メタゲノムライブラリーからの酵素遺伝子スクリーニング法として,SIGEX法を開発した。この方法は酵素活性を検出するのではなく,遺伝子の発現を検出することによって任意の酵素遺伝子のスクリーニングを試みる方法である。我々は実際にメタゲノムライブラリーを構築し,SIGEX法を用いて芳香族化合物分解酵素の獲得を試みた。安息香酸の代謝酵素遺伝子のクローン化を試みたところ,33種類のクローンのスクリーニングに成功し,その中には安息香酸の分解代謝に関わる酵素遺伝子を含むものが存在していた。一方で得られたクローンの塩基配列情報の解析結果から,SIGEX法で得られる遺伝子資源は,ライブラリー作成時に使用した宿主の転写翻訳機構の影響を強く受けることが明らかとなった。また得られたクローンの機能未知遺伝子を発現させ,発現したタンパク質がシトクロムP450としての活性があること,またその基質特異性を明らかにした。最後にSIGEX法の限界とその対処法について論じた。

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イオンビームを用いた微生物育種による新規有用形質の獲得(<特集>遺伝資源としての土壌微生物研究法の新展開)

手島光平, 佐藤勝也, 鳴海一成

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 78-82
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_78

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突然変異育種は,生物資源の拡大の基礎をなすものであり,原子力機構では,イオンビーム照射研究施設TIARAのサイクロトロンを用いて,イオンビームを用いた突然変異育種の研究に取り組んできた。本解説では,イオンビームを用いた植物の突然変異育種と微生物育種への応用の現状を概説する。原子力機構では,植物へのイオンビーム照射とその効果についての研究を通じて,イオンビームで誘発される突然変異は,変異の誘発率が高く,変異のスペクトルが広く,目的外の付随変異が少ないという特長を見出し,世界で初めてイオンビーム育種技術を確立した。イオンビームの生物に対する作用機序からすると,イオンビームは産業に有用な微生物の品種改良にも適用できる。近年,麹菌や酵母などで,イオンビームを用いた有用突然変異株作出についての成果が出ており,イオンビーム照射が産業微生物の品種改良にも有効であることが実証されつつある。イオンビームを用いた微生物の突然変異誘発技術は,基礎科学研究と応用研究の両面に有用なツールである。

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土壌微生物学会出前授業報告(こんなことが,いま)

石井聡

原稿種別: 本文
2011 年 65 巻 1 号 p. 83-84
発行日: 2011/04/01
公開日: 2017/05/31

DOIhttps://doi.org/10.18946/jssm.65.1_83

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