Research Institute for Sustainable Humanosphere

ダイズの分泌物「ダイゼイン」が根圏微生物叢を形成することを解明 -根から数ミリの土壌で働く植物特化代謝物-(杉山暁史 准教授)

 杉山暁史 生存圏研究所准教授、奥谷芙季 農学研究科修士課程学生、濱本昌一郎 東京大学准教授、青木裕一 東北大学助教らの研究グループは、シミュレーションと根箱栽培による実証試験により、ダイズ根から分泌されるダイゼインが根から数ミリの限られた土壌領域に留まることを明らかにしました。
 さらに、植物の根から影響を受ける土壌領域である根圏と同程度の濃度でダイゼインを人工的に与えた土壌は、実際の圃場(農作物を栽培する場所)で栽培しているダイズの根圏と共通する微生物が増加し、ダイズ根圏微生物叢に近づくことを明らかにしました。

 本研究成果は、2019年12月24日に、国際学術誌「Plant Cell & Environment」のオンライン版に掲載されました。

概要

根圏は植物の根から影響を受ける土壌領域です。ダイズは根からイソフラボンの一種であるダイゼインを分泌し、窒素固定を行う根粒菌との共生関係を構築することが古くから知られていました。京都大学生存圏研究所の杉山暁史 准教授、同大学院農学研究科 奥谷芙季 修士課程学生、東京大学大学院農学生命科学研究科 濱本昌一郎 准教授、東北大学メディカル・メガバンク機構 青木裕一 助教らの研究グループは、シミュレーションと根箱栽培による実証試験により、ダイズ根から分泌されるダイゼインが根から数ミリの限られた土壌領域に留まることを明らかにしました。さらに、根圏と同程度の濃度でダイゼインを人工的に与えた土壌は、実際の圃場 農作物を栽培する場所)で栽培しているダイズの根圏と共通する微生物が増加し、ダイズ根圏微生物叢に近づくことを明らかにしました。根圏でのダイゼインは生育期間を通してほぼ同濃度で維持されますが、ダイゼインは根粒形成だけでなく、生育に重要な役割を担う根圏微生物叢の形成にも機能するために、生育期間を通してダイズ根から分泌されることが示唆されます。この研究成果は、微生物資材とダイゼインのような植物特化代謝物を活用して根圏微生物叢を調節し、持続可能な農業を実現するために活用されます。


                   図:本研究の概要図

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ダイズの分泌物「ダイゼイン」が根圏微生物叢を形成することを解明
―根から数ミリの土壌で働く植物特化代謝物―(PDF)

 

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