土と微生物
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69 巻 , 1 号
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  • 宍戸 雅宏
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 1-2
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
  • 川口 章
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 3-6
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    一般的に圃場試験では,環境要因,サンプルサイズ,発病程度などが異なるため結果にばらつきが生じやすく,各研究事例の発病株割合を単純に平均した評価では様々なバイアスの影響を排除できない。そのため,防除効果の真の効果(真値)を誤って判断してしまう可能性がある。メタアナリシス(Meta-analysis)は,複数の独立した研究事例を統合評価することができる統計解析手法であり,研究事例数,サンプルサイズおよび対照区の発病株数に重み付けを行うことで,これらの偏りを理論的に補正する。よって得られた統合評価は,統計的に算出された信頼区間内において,妥当性の高いものと言える。本総説では,土壌病害の防除研究を圃場試験ベースで行った事例を取り上げ,メタアナリシスの実践を紹介した。今後,メタアナリシスによる複数の研究事例の統合評価が,圃場試験におけるデータ解析方法の一つとして活用されることが期待される。
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  • 東樹 宏和
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 7-9
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    地球レベルで喫緊の課題となっている温暖化,土壌侵食,土壌汚染,食糧不足等の問題に対処するために,土壌生物圏の動態を包括的に理解する枠組みが求められている。農地であれ,森林であれ,ある植物種のバイオマスが増加すると,その相利共生(もしくは寄生)菌の量も増加すると推測される。こうした複雑な土壌生物圏の動態を包括的に理解することを目指し,生物種間の共生ネットワーク構造を大規模かつ標準化された手法で解明する手法を確立した。サンプリングから次世代シーケンシング,ネットワーク理論を用いたデータ解析までを統合したこの手法は,土壌中の生物間相互作用の動態を,時間軸および空間軸に沿って解明することを可能にする。原理的にあらゆる生物群をDNA情報に基づいて解析できる包括性と,柔軟な理論的基盤がもたらす拡張性により,これまで「ブラックボックス」とされてきた土壌生物圏の動態を定量的に評価できるようになると期待される。こうした技術的進歩により,今後は対象生物群や研究分野の垣根を越えて,一人の研究者が土壌生物圏の全体像を把握できる時代がやってくると考えられる。
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  • 妹尾 啓史
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 10-15
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    農耕地土壌は,温室効果ガスの一つでありオゾン層破壊作用も有する一酸化二窒素(N_2O)ガスの大きな発生源である。肥料に含まれる窒素が土壌微生物による形態変化を受けてN_2Oが生成する。土壌においてN_2O生成や消去に関わる鍵微生物を特定・分離・解析することはN_2O発生削減技術の基盤として重要である。農耕地土壌のうち水田からはN_2Oがほとんど発生しない。これは水田土壌の高いN_2生成型脱窒活性に由来すると考えられた。土壌DNA解析(Stable Isotope Probing,メタゲノム解析等)と分離培養法(Functional Single Cell分離法)から,長らくブラックボックスのままであった水田土壌の脱窒菌群を明らかにした。一方,畑土壌からのN_2O発生が著しい。粒状有機質肥料を土壌に施用した際のN_2O発生原因微生物の特定を試みた。肥料を土壌に表面施用した際には主に糸状菌脱窒によりN_2Oが発生した。土壌DNA解析と分離培養法から,土壌でN_2O生成を実際に担っている糸状菌を特定した。N_2OをN_2に還元する能力の高い脱窒菌を利用してN_2O発生削減と植物生育促進の両効果を有する微生物資材の開発を試みている。
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  • 高島 勇介, 太田 寛行, 成澤 才彦
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 16-24
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    生物間における共生的結びつきは,多くの生物群で見出され,互いの生物の生存・繁殖に不可欠なものとなっている。糸状菌類では,菌根菌に代表されるように,植物との共生関係はよく知られている。近年,菌類に内生する細菌類の存在が明らかになってきており,現在では,3門4亜門7綱21目36科41属約73種148系統の菌類より菌類内生細菌が報告されており,今後も増え続けることが予想される。また,菌類単独の能力と思われていた諸形質を細菌がコントロールしているという知見も報告されている。エンドファイトなどの共生菌類にも内生する細菌の存在が報告され,植物-エンドファイト-内生細菌を1つの複合系としてとらえ,その相互作用や生態を明らかにする必要が生じている。
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  • 坂本 一憲
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 25-29
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    マメ科植物には根粒菌とアーバスキュラー菌根菌(以下菌根菌)が二重に共生している。著者はふたつの共生系を同時に維持している宿主植物の代謝機構に興味を持ち,これまでに明らかにされたマメ科植物の根粒・菌根共生系に関与する宿主遺伝子の共通性と特異性に関する知見を整理した。90年代初めにマメ科モデル植物(ミヤコグサ・タルウマゴヤシ)の利用が提唱され,分子遺伝学的研究のための基盤整備が進められた。その結果,根粒菌または菌根菌が生産するシグナル物質を処理する宿主植物の初期シグナル伝達系に共通過程が存在することが明らかにされた(共通シグナル伝達系)。マメ科植物は過剰な根粒着生を抑制するオートレギュレーション機構を有していることが知られている。2000年にオートレギュレーションが破綻した根粒超着生変異体における菌根菌の樹枝状体形成が過剰であることが報告され,これが発端となってマメ科植物のオートレギュレーション機構は根粒着生のみならず菌根形成もコントロールしていることがあきらかとなった。マメ科植物の根粒共生系と菌根共生系における宿主遺伝子のトランスクリプトーム解析が行われている。著者はダイズの根粒・菌根共生系について検討し,ダイズは根粒菌と菌根菌のそれぞれに特異的な遺伝子を発現し,両共生菌を同時にかつ巧妙に制御していることを明らかにした。両共生系に共通して発現する遺伝子はその数は少なかったものの,ダイズが微生物と共生関係を結ぶ際の必須遺伝子であると考えられ,また進化的に菌根共生系から根粒共生系へ引き継がれた遺伝子であると推測された。
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  • 宇佐見 俊行, 伊藤 瑞穂
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 30-33
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    半身萎凋病菌(V. dahliae)は土壌伝染性の植物病原糸状菌で,幅広い双子葉植物に萎凋性病害をもたらす。本菌の菌株は複数種の植物に病原性を示すが,その宿主範囲は菌株ごとに様々である。また,トマトに病原性を示す系統では,真性抵抗性遺伝子Ve1を持つトマト品種に病原性を示すレース2と,示さないレース1に分化している。これらのレースは,各菌株が非病原力遺伝子VdAve1を持つか否かによって決定されている。本菌の完全世代はこれまで確認されていないが,交配型遺伝子の解析より,潜在的にはヘテロタリックな菌であると考えられる。しかし,交配型の分布が大きく偏っていることから,本菌が有性生殖を行っている可能性は低く,むしろ擬有性生殖により菌株間の遺伝的交雑が生じていると考えられる。一方,擬有性生殖を用いた病原性系統間の人為的な交雑により,トマトに対する病原性を決定する遺伝因子について情報が得られつつある。また,近年V. dahliaeによるレタスの病害が新たに発生した。さらに,レース2抵抗性のトマト台木品種を犯す新しいレースも報告されている。今後,本菌の病原性やレースが決定される遺伝的メカニズムを解明し,病害防除に役立てる必要がある。
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  • 伊藤 英臣
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 34-38
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    多くの動植物はその体内に共生微生物を持ち,緊密な相互作用を行っている。これまでに共生微生物の多くは宿主の栄養代謝に寄与することが知られているが,ときに驚くべき機能を宿主に賦与する。ダイズ害虫のホソヘリカメムシは,毎世代環境土壌中からBurkholderia属の共生細菌を獲得し腸内に保持することが知られている。近年,このカメムシが殺虫剤分解菌を取込んで,殺虫剤抵抗性になってしまう驚くべき現象を発見した。また,殺虫剤散布土壌と一緒にホソヘリカメムシを飼育し,殺虫剤散布により土壌中の殺虫剤分解菌が増殖すると害虫は殺虫剤分解菌を取込みやすくなることや,土壌中にわずかしか生息しない特定の系統の殺虫剤分解菌しか取込まないといったことも分かってきた。本稿ではホソヘリカメムシの共生系についてレビューするとともに,「共生細菌による害虫の殺虫剤抵抗性化」の実態解明に重要な,土壌-カメムシ間における殺虫剤分解菌の感染動態について最新の知見を含め総括する。
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  • Yuliar, Koki Toyota, Kenji Yokota
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 39-47
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    One hundred bacterial strains isolated from various plants grown organically in Indonesia were assessed for their potential biocontrol ability. Phylogenic analysis based on the 16S rRNA analysis showed that Gram positive and negative bacteria were distributed in the host plants. About 43% of them belonged to Bacillus spp. and the other genera were Achromobacter, Acinetobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Brevibacterium, Enterobacter, Leucobacter, Microbacterium, Paenibacillus, Pseudomonas, Serratia, and Stenotrophomonas. The screening results showed that strains EB13, EB45, and EB53 isolated from Brassica chinensis, Fragaria vesca, and Ipomea aquatica, which were identified as B. amyloliquefaciens, B. cereus, and Alcaligenes sp., increased the survivability of tomato in bacterial wilt (BWT) significantly (P<0.05) by 67%, 83%, and 72%, respectively. Two strains, EB13 and EB45, also increased the survivability of tomato in damping-off significantly (P<0.05) by 45%, while EB53 and EB87 identified as Enterobacter gergoviae showed 23% and 34% disease suppression, respectively, although the differences were not significant. EB13rifkan, EB53rif and EB87rif, spontaneous antibiotics mutants of the parent strains, were confirmed to colonize tomato roots and suppress the population of Rhizoctonia solani in soil and root A seven-day culture broth of strains EB13 and EB87 and its butanol extract showed antibiosis to R. solani and R. solanacearum. HPLC analysis revealed the productions of iturin and surfactin by EB13 and an iturin-like compound by EB87. These results indicate that plant-derived bacteria not only offer potential biocontrol agents for the two tomato diseases but also provide a new source for antibiotics iturin and surfactin.
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  • 鈴木 貴恵, 田島 亮介, 原 新太郎, 清水 利規, 宇野 亨, 伊藤 豊彰, 齋藤 雅典
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 48-57
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
    リン酸肥沃度が高い土壌条件に適応したAM菌の探索を目的に,ネギを用いて,以下の試験を行った。(1)リン酸肥沃度が高い圃場に,Glomus sp. R-10の育苗時接種区と非接種区を設けた。加えて,ネギの根に感染したAM菌の種類をrRNA遺伝子で解析した。(2)AM菌を隣接した圃場から分離し,胞子形態およびrRNA遺伝子から同定を行った。(3)このAM菌のネギに対する効果をGlomus sp. R-10と比較するポット試験を行った。その結果,(1)可給態リン酸量が同等な場合,育苗時の接種の有無で生育と収量に差はなかった。育苗時にAM菌を接種していない非接種区で土着AM菌の感染が認められ生育が進むと感染率に処理の差は認められなかった。非接種区からGigaspora margarita, Claroideoglomus etunicatum等の配列が検出された。(2)分離したAM菌(東北大学フィールドセンター分離株)をC. etunicatumと同定した。(3)この菌株は高リン酸条件でGlomus sp. R-10より感染性が高かく,非接種の対照区に比べて生育促進効果がみられた。これらの結果から,リン酸肥沃度の高い土壌でネギに土着AM菌の感染が確認され,適応したAM菌の存在が示唆された。分離・同定したC. etunicatumはリン酸肥沃度が高い条件でも高い感染性を示した。
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  • 山下 有希
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 58-
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
  • 田淵 雅和, 池永 誠
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 58-59
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
  • 大島 翔子, 太田 寛行
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 59-
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
  • 齋藤 明広
    原稿種別: 本文
    69 巻 (2015) 1 号 p. 60-61
    公開日: 2017/05/20
    ジャーナル オープンアクセス
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