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研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• ダイズ根粒菌のゲノム生態学的研究

  科学研究費補助金  

  研究期間： 1998年04月  -  継続中

• 根粒形成と共生窒素固定能を制御するダイズ遺伝子の解明

  受託研究  

  研究期間： 2007年04月  -  2015年03月

• 農林畜産廃棄物利用による資源循環システムの構築

  （選択しない）  

  研究期間： 2006年04月  -  2012年03月

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• 栽培温度がダイズの生育および感染ダイズ根粒菌の群集構造に及ぼす影響

  城 惣吉，間塚真矢，門脇正行，佐伯雄一

  日本土壌肥料学雑誌   92 ( 3 ) 255 - 262   2021年06月  [査読有り]

  共著

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  地球温暖化に伴う気候変動の作物生産への影響に関する基礎的知見の蓄積の一環として，異なる栽培温度環境 下におけるダイズの生育と有用ダイズ根粒菌の接種効果および感染ダイズ根粒菌群集構造への影響について調査 を行った.供試ダイズ品種として，‘オリヒメ’，‘ボンミノリ’，‘フクユタカ’ を用い，供試菌株として Bradyrhizo- bium diazoefficiens USDA110T を用いた.栽培は温度傾斜型チャンバー内で行い，低温区，中温区，高温区を設 けた.異なる温度環境下での栽培試験の結果，無接種区と比較して，USDA110 の接種により主茎長，主茎節数， 茎葉乾物重，莢数，莢乾物重，地上部乾物重，根粒数が有意に増加したが，栽培温度の上昇により根粒数を除く項 目が有意に減少した.各調査項目間の相関係数は根粒数と茎葉乾物重との関係など多くの組み合わせにおいて有意 な正の相関関係を示した.USDA110 の根粒占有率は，全ての温度区で接種した USDA110 が優占したが，低温区 と中温区，低温区と高温区を比較すると栽培温度の上昇により減少する傾向を示した.以上の結果から，高温環境 下では根粒数が減少することでダイズの生育が抑制され，その後の生育や収量に影響すると考えられた.しかし， 根粒数と USDA110 の根粒占有率を確保することができれば栽培温度の上昇によるダイズの生産性低下を抑制する ことができると考えられる.

• Effect of salt stress on soybean growth and nodulation under inoculation with soybean rhizobia

  Yoshikazu Nitawaki, Hayato Kitabayashi, Maria Luisa Tabing Mason, Akihiro Yamamoto, Yuichi Saeki

  Soil Science and Plant Nutrition   67 ( 2 ) 103 - 113   2021年05月  [査読有り]

  共著

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  Salinity is one of the major problems when it comes to soil fertility and agricultural productivity. In this regard, this study aimed to elucidate the influence of four salinity levels (0, 20, 50, 100 mM NaCl) on the soybean growth and the nodulation by rhizobia inoculated on the soybean variety CNS. Additionally, the compatibility of soybean varieties with the seven representative strains of rhizobia was also investigated. Through the compatibility test, it was revealed that the Sinorhizobium (Ensifer) fredii USDA 191 and the three bradyrhizobia (Bradyrhizobium japonicum USDA 6T, B. elkanii USDA 31, and B. diazoefficiens USDA 110T) showed compatible nodulation with the Rfg1 genotype soybean, whereas, the S. fredii USDA 192, 193, and 205T showed incompatible nodulation. The inoculation tests with bradyrhizobia (USDA 31, 110T) and sinorhizobia (USDA 191, 192, 193) indicated a better growth of soybean for bradyrhizobia than the sinorhizobia until 50 mM NaCl. Note that even though the symbiotic efficiency at each strain was not different among 0, 20, and 50 mM NaCl treatments, the symbiotic efficiency of bradyrhizobia was higher than the sinorhizobia at each NaCl treatment. The result of the mix inoculation test indicated that the nodule occupancy rate of strain USDA 191 increased significantly along with the NaCl concentration but strain USDA 110T showed an opposite response. These results indicate a positive relationship between the soybean growth and the nitrogen fixation ability of the inoculant under salt-stress conditions. Furthermore, the results obtained from the mix inoculation test partly describe the dominance of sinorhizobia under saline conditions.

  DOI

• Latitudinal Characteristic Nodule Composition of Soybean-Nodulating Bradyrhizobia: Temperature-Dependent Proliferation in Soil or Infection?

  Md Hafizur Rahman Hafiz, Ahsanul Salehin, Fumihiko Adachi, Masayuki Omichi, Yuichi Saeki, Akihiro Yamamoto, Shohei Hayashi, Kazuhito Itoh

  horticulturae     2021年01月  [査読有り]

  共著

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  Abstract: A species-specific latitudinal distribution of soybean rhizobia has been reported; Bradyrhi- zobium japonicum and B. elkanii dominate in nodules in northern and southern areas, respectively. The aim of this study was to elucidate whether temperature-dependent proliferation in soil or infec- tion is more reliable for determining the latitudinal characteristic distribution of soybean-nodulating rhizobia under local climate conditions. Three study locations, Fukagawa (temperate continental climate), Matsue and Miyazaki (humid sub-tropical climate), were selected in Japan. Each soil sample was transported to the other study locations, and soybean cv. Orihime (non-Rj) was pot-cultivated using three soils at three study locations for two successive years. Species composition of Bradyrhi- zobium in the nodules was analyzed based on the partial 16S rRNA and 16S–23S rRNA ITS gene sequences. Two Bradyrhizobium japonicum (Bj11 and BjS10J) clusters and one B. elkanii (BeL7) cluster were phylogenetically sub-grouped into two (Bj11-1-2) and four clusters (BjS10J-1-4) based on the ITS sequence. In the Fukagawa soil, Bj11-1 dominated (80–87%) in all study locations. In the Matsue soil, the composition was similar in the Matsue and Miyazaki locations, in which BeL7 dominated (70–73%), while in the Fukagawa location, BeL7 decreased to 53% and Bj11-1 and BjS10J-3 increased. In the Miyazaki soil, BeL7 dominated at 77%, and BeL7 decreased to 13% and 33% in the Fukagawa and Matsue locations, respectively, while BjS10J-2 and BjS10J-4 increased. It was supposed that the B. japonicum strain preferably proliferated in the Fukagawa location, leading to its nodule domi- nancy, while in the Miyazaki location, temperature-dependent infection would lead to the nodule dominancy of B. elkanii, and both factors would be involved in the Matsue location.

  DOI

• Symbiotic performance of indigenous soybean bradyrhizobia from the Philippines with soybean (Glycine max [L.] Merill) cultivars harboring different Rj genotypes

  Maria Luisa T. Mason, Baby Lyn T. De Guzman, Akihiro Yamamoto, Yuichi Saeki

  Symbiosis   83 ( 1 ) 55 - 63   2021年01月  [査読有り]

  共著

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  This report aimed to evaluate the ability of the dominant indigenous strains of bradyrhizobia obtained from different locations in the Philippines in terms of their symbiosis, N-fixation and nodulation with various soybean cultivars harboring different Rj genotypes. This was done to select the most efficient and effective strain that can be used as an inoculant under the Philippines’ local condition. Two soybean cultivars from the Philippines and three cultivars from Japan and Brazil were used and inoculated with 12 indigenous strains and the reference strain Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110. Culture pots were grown inside a growth chamber for four weeks with 33 °C for 16 h as daytime and 28 °C for 8 h as night time. All the strains formed nodules on all soybean cultivars, except for B. elkanii BO-4, which only formed nodules on Philippines’ cultivars. Among the indigenous strains, B. elkanii IS-2 is significantly the most efficient and effective N-fixer than the other strains for the Philippines’ cultivars. In contrast, B. diazoefficiens SK-5 was found to be the most efficient and effective N-fixer for cultivars from Japan and Brazil. Additionally, a positive correlation was observed between the symbiotic efficiency and the nitrogenase activity indicating an efficient N-fixation by the indigenous strains. Thus, we were able to identify the most promising indigenous bradyrhizobia that could be used as an inoculant to increase the soybean yield in the Philippines and provided insights on soybean inoculation.

  DOI

• 品評会における煎茶の評価とアミノ酸、カテキン類、テオガリン、没食子酸およびカフェインとの関係

  児崎章憲，山本昭洋，佐伯雄一

  茶業研究報告   129   11 - 18   2020年08月  [査読有り]

  共著

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• The Soils of Japan

  Arakawa Y, Kusaba T, Kubotera H, Uezono I, Miyamaru N, Saeki Y, Niimi H, Nakano K, Koga N, Hara Y, Yamada Y, Inoue K, Ihara H, Nagatomo M, Yoshida K, Yamaguchi N, Hayashi H, Kondo T, Yamane T, Akagi I, Kinjo K, Shima T, Mitsugi K (担当： 共著 , 担当範囲: 10.2.3 Soybean-Rhizobium Management )

  Springer  2021年02月 ISBN: 978-981-15-8228-8

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  Most soybean production in Saga and Fukuoka Prefec- tures is conducted on upland paddy fields. This agricultural system involves the management of soybean Bradyrhizobia, both to increase the soybean yield and to mitigate the emission of N2O gas from soybean fields. If soybean ger- mination damage caused by excess soil water can be avoided by the construction of ridges in the field, the rotational crop production of paddy rice and soybean will allow good agricultural performance for Asian monsoon regions.

• Nitrogen Fixation

  Maria Luisa Tabing Mason, Yuichi Saeki (担当： 共著 , 担当範囲: Distribution and Characterization of the Indigenous Soybean- Nodulating Bradyrhizobia in the Philippines )

  InTech  2019年04月

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  10.5772/intechopen.85709

• 土壌微生物学（共著）

  佐伯雄一 (担当： 共著 , 担当範囲: 有用微生物１ー窒素固定細菌ー )

  朝倉書店  2018年08月 ISBN: 978-4-254-43571-9

• 環境と微生物の事典（共著）

  佐伯雄一、南澤究 (担当： 共著 )

  日本微生物生態学会  2014年07月 ISBN: 978-4-254-17158-7

• Advances in Biology and Ecology of Nitrogen Fixation（共著）

  Yuichi Saeki, Sokichi Shiro (担当： 共著 , 担当範囲: Comparison of Soybean-Nodulating Bradyrhizobia Community Structures Along North Latitude Between Japan and USA )

  InTech  2014年02月 ISBN: 978-953-51-1216-7

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総説・解説記事 【 表示 ／ 非表示 】

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• ダイズ根粒菌の生態研究を環境傾度対応型ダイズ生産技術へ

  佐伯雄一，山本昭洋

  アグリバイオ ( 北隆館 )  3 ( 12 ) 1159 - 1162   2019年11月  [依頼有り]

  総説・解説（商業誌）   共著

• ダイズ根粒菌生態研究から環境保全型ダイズ生産技術へ

  佐伯雄一，山本昭洋

  アグリバイオ ( 北隆館 )  2 ( 7 ) 718 - 721   2018年06月  [依頼有り]

  総説・解説（商業誌）   共著

• 根粒菌生態研究からみえる農業技術　日本におけるダイズ根粒菌の群集構造コントロールの可能性

  佐伯雄一，山本昭洋

  アグリバイオ ( 北隆館 )  1 ( 10 ) 1078 - 1081   2017年09月  [依頼有り]

  総説・解説（商業誌）   共著

• 根粒菌生態研究からみえる農業技術　ヒトはダイズ根粒菌群集構造をコントロールできるのか？

  佐伯雄一，城惣吉

  アグリバイオ ( 北隆館 )  1 ( 5 ) 602 - 605   2017年04月  [依頼有り]

  総説・解説（商業誌）   共著

• 土壌微生物が創る共生の世界ーその先端的研究事例と農業への応用的研究展開ー　はじめに

  佐伯雄一、早津雅仁

  日本土壌肥料学雑誌ー土壌・肥料・植物栄養ー ( 日本土壌肥料学会 )  86 ( 6 ) 573 - 574   2015年12月

  研究発表要旨（全国大会，その他学術会議）   共著

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学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 日本土壌肥料学会九州支部学術賞

  2017年09月22日   日本土壌肥料学会九州支部   根粒菌のゲノム生態学的研究  

  受賞者：  佐伯雄一

• 日本土壌肥料学会2012年度鳥取大会 ポスター賞

  2012年09月   日本土壌肥料学会  

  受賞者：  城惣吉, 松浦祥太, 山本昭洋, Gilbert C. Sigua, 佐伯雄一

• 日本土壌肥料学会奨励賞

  2008年04月04日   社団法人日本土壌肥料学会  

  受賞者：  佐伯雄一

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 微生物共生制御のロバスト性と環境応答モデリング：野外トランスクリプトミクスの応用

  基盤研究(B)

  研究期間:  2020年04月  -  2023年03月  代表者:  江澤　辰広

• フィリピンの土着ダイズ根粒菌のゲノム多様性と群集構造解析

  基盤研究(C)

  研究期間:  2018年04月  -  2021年03月  代表者:  佐伯雄一

• 安心・多収・良食味を実現するサツマイモの地域適応型エンドファイト利用技術の開発

  基盤研究(B)

  研究期間:  2016年04月  -  2019年03月  代表者:  井藤和人

• 共生窒素固定系の環境適応システムの解明と環境傾度対応型ダイズ栽培技術への応用

  基盤研究(B)

  研究期間:  2014年04月  -  2018年03月 

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  本研究では、様々な環境傾度下におけるダイズ栽培の感染根粒菌群集構造を人為的にコントロールし、有用根粒菌の根粒占有率を高めることで、共生微生物機能を最大限活用したダイズの環境保全型持続的高度栽培技術の開発を目的とする。砂質土壌から細粒質土壌までの様々な土壌における根粒菌群集構造解析、および窒素固定能、脱窒能、ストレス耐性能といった環境適応能の形質発現と候補遺伝子の解析を通じて、根粒菌群集構造の生態メカニズムを明らかにする。さらに、土壌および着生根粒における有用根粒菌の優占化および有用性を発揮できる栽培環境因子を見出す。これらの知見を元に有用接種根粒菌が高い根粒占有率を構築できる接種資材と接種法・栽培法の開発を目指す。

• ダイズ根粒菌の地理的分布と環境適応機構に関する研究

  基盤研究(C)

  研究期間:  2010年04月  -  2013年03月 

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  アメリカおよび東南アジアの土着ダイズ根粒菌の地理的分布と遺伝子多様性を、日本と同様に解析し、世界的に一定の環境因子の作用の結果、ダイズ根粒菌の多様性とその分布に差異を及ぼしているのかを、分子生態学的および数理生態学的に解析を行う。さらに、環境傾度に対する根粒菌の適応機構に関して、有用ダイズ根粒菌の接種技術のための基礎知見の蓄積を目指す。

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その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• ダイズ根粒菌の生態学的特性と環境因子による群集構造の構築および亜酸化窒素発生抑制に関する研究

  提供機関:  民間財団等  公益財団法人発酵研究所平成26年度一般研究助成

  研究期間： 2014年04月  -  2016年03月 

  　概要を見る

  ダイズ根粒菌は、その地理的分布において緯度に沿ったニッチを示す。これとは別に、転換畑 における特定根粒菌の優占性が観察される。この根粒菌は Bradyrhizobium japonicum USDA110 ク ラスターに属する菌株群で、窒素固定能が高く完全脱窒能を有するため、亜酸化窒素(N2O)を放出 せずに窒素まで還元する能力を有する。近年、不完全脱窒能を示す根粒菌の共生に伴うダイズ圃 場からの N2O 放出が問題視されており、高窒素固定能を有し完全脱窒能を示す有用根粒菌の根粒 占有率を高めることの重要性が認識されている。本研究では、酸化還元電位が低くなりやすい土 壌に完全脱窒能を示す根粒菌が優占していることに着目し、微生物生態にとって重要な環境因子 である温度と湛水状態に着目し、根粒菌株および根粒菌群集の生態学的特性と遺伝子多型による 群集構造を解析し、得られた知見を農業技術開発に資することを目的とする。

• 有用ダイズ根粒菌の根粒占有率向上のための微生物生態学的研究

  提供機関:  民間財団等  タカノ農芸化学研究助成

  研究期間： 2013年05月  -  2014年04月 

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  ダイズ根粒菌は、共生窒素固定能と脱窒能を有する土壌細菌であり、菌株によって共生窒素固定能が 異なり、また、窒素ガス(N2)を放出する完全脱窒能を有する菌と温室効果ガスである亜酸化窒素ガス (N2O)を放出する不完全脱窒能の菌が存在する。ダイズ根粒菌 Bradyrhizobium japonicum USDA110株 は共生窒素固定能が高く収量の増加が期待できる根粒菌であり、さらに完全脱窒能を有し、亜酸化窒素 のダイズ圃場からの発生を削減できる有用根粒菌である。これらの特性を利用することで、環境保全型ダ イズ栽培が可能になる。 本研究では、共生窒素固定能の高いダイズ根粒菌の接種による根粒占有率向上のための知見の蓄積 を目的として、土壌の理化学性を始めとする栽培環境が有用根粒菌の根粒着生に与える影響に関して、 土壌の温度と酸化還元状態に着目して、その生態学的特性を明らかにすること目的とする。

• 環境保全型ダイズ生産のための植物微生物共生生態に関する基礎的研究

  提供機関:  その他省庁等  研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)

  研究期間： 2012年11月  -  2013年10月 

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  本課題は、環境保全型ダイズ栽培(大気中からの固定窒素を増加させつつ温室効果ガスであるN2Oの放出をおこさない)のための、ダ イズ根粒菌(Bradyrhizobium japonicum USDA110株)の新規接種技術とその微生物機能を有効活用する品種・栽培法の開発に資する。 ダイズ根粒菌の有効活用のためには土壌に元来生息している土着根粒菌の生態を把握してそれに合わせた接種技術の開発が必要とされ る。本課題では(1)国内品種から育成したRj遺伝子集積ダイズ系統の根粒形成に関する有用性の確認、(2)人工的に培養接種した有用根 粒菌USDA110株の接種効率の検証を行い、技術移転に繋がる客観的エビデンスの構築を図る。

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• 日本における土着アズキ根粒菌の群集構造に関する研究

  槙原 竜, 門脇正行, 佐伯雄一, 城 惣吉

  日本土壌肥料学会　2020年度岡山大会  (Web開催)  2020年09月  -  2020年09月    日本土壌肥料学会

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  アズキ(Vigna angularis)は同じマメ科植物であるダイ ズと同様にBradyrhizobium属根粒菌と共生することが確 認されており、栽培時に窒素固定能力の高い有用根粒菌 の占有率を高めることができれば、生産性向上に繋がる と考えられる。アズキの栽培技術の一つとして実用的か つその地域の環境に適応した有用根粒菌の接種技術を確 立するためには、Bradyrhizobium 属根粒菌の生理生態学 的特徴についての知見を蓄積する必要がある。これまで の研究から、アズキ品種‘丹波大納言’を用いて日本各地 (北海道、福島、京都、島根、福岡、宮崎、沖縄)の土着ア ズキ根粒菌の地理的分布を明らかにしてきた。しかし、 群集構造に関する詳細な情報を得るためには複数の品種 を用いて解析を行う必要がある。そこで、本研究では、 アズキ品種に‘キタホタル’を加えて日本各地の土着アズ キ根粒菌の群集構造について調査した。 供試土壌を用いて‘丹波大納言’と‘キタホタル’をグロー スチャンバー内で6週間栽培し、採取した根粒から根粒菌を分離し、11のBradyrhizobium USDA株を参照菌株と して、16S-23S rRNA遺伝子ITS領域のPCR-RFLP法を用 いてクラスター解析および数理生態学的手法を用いて群 集構造解析を行った。 クラスター解析の結果、北海道と京都ではBj123、福 島と島根1ではBd110、島根2ではBj6とBj123、福岡では Be76、宮崎と沖縄ではBj6のクラスターに属する根粒菌 が優占していた。多様性解析の結果、最も高い多様性指 数(H’)を示したのは島根2(1.71)で、最も低いH’ 値を示し たのは北海道(0.55)であり、地点間の土着アズキ根粒菌 群集構造の差異は島根1や宮崎と他の地域との比較にお いて大きく異なることが示された。さらに、多次元尺度 構成法を基にした極座標付けによる群集構造解析の結 果、緯度と根粒菌群集構造間で正の相関(r =0.843)を示 したことから、日本の土着アズキ根粒菌の群集構造は緯 度により変遷することが示唆された。

• アンプリコンシークエンス解析によるBradyrhizobium属ダイズ根粒菌 群集構造解析の試み

  平島紘子, 吉武欣之介, 山本昭洋, 佐伯雄一

  日本土壌肥料学会　2020年度岡山大会  (Web開催)  2020年09月  -  2020年09月    日本土壌肥料学会

  　概要を見る

  近年、環境DNAからアンプリコンシークエンス解析による微生物群集構造解析が行われるようになったが、16S rRNA遺伝子による群集構造解析では菌密度の低い特定の菌を解析することはできない。本研究ではBradyrhizobium属ダイズ根粒菌の16S-23S rRNA gene ITS領域をターゲットとした群集構造解析の有効性を検証した。 　ポットにバーミキュライトと無窒素水耕液(40%v/v)を添加し滅菌して栽培ポットとした。つくばと宮崎の土壌を3g埋設し、表皮滅菌したダイズ品種Bragg、CNS、Hillを明期28℃16h,暗期23℃8hで4週間栽培した。着生した根粒の全根粒DNA(nodDNA)抽出と土壌DNA(sDNA)抽出をビーズ破砕法で行い、Bradyrhizobium属16S-23S rRNA ITS領域全長とITS2領域の2組のプライマーによるTouch Down Nested PCR（TDN PCR）を行った。増幅を確認できない鋳型DNAについてはPVPPによる精製を経てTDN PCRによる増幅を行った。各サンプルのPCR産物をアンプリコンシークエンス解析に供した。 　nodDNA解析の結果、22000-39500リードを得、全てのリードが感染根粒菌由来の配列であると考えられた。sDNA解析の結果、得られたリード数41000-44700、内6-14％がNitrobacter属やAfipia属であった。検出率0.1％以上のBradyrhizobium属のリード（全リードの約95％）を解析に供した結果、多くはBradyrhizobium sp.であった。nodDNA解析で得られたOTUはダイズ根粒菌クラスターに含まれたが、それらのリード数は解析に供したBradyrhizobium属リードの4-2％であった。今回の実験の結果、nodDNAのITS領域をターゲットにしたTDN PCR-アンプリコンシークエンス解析は感染根粒菌の群集構造解析に適用可能と判断した。さらにsDNAのTDN PCRにより、16S rRNAの解析では不可能な、土着のBradyrhizobium属根粒菌の群集構造解析の可能性を示すことが出来た。今後、さらにsDNAを鋳型にしたPCRの特異性を上げる必要がある。

• 塩類集積土壌での Sinorhizobium 属根粒菌の優占化のメカニズム解明 塩類集積が根粒菌の根 粒形成遺伝子の発現に与える影響

  安河内孝晃, 直野晋也, 北林颯人, 山本昭洋, 佐伯雄一

  日本土壌肥料学会九州支部例会  (九州沖縄農業研究センター)  2019年11月  -  2019年11月    日本土壌肥料学会九州支部

• 高濃度塩処理下におけるシバ属の体内成分の動態

  小島雄太, 松石文花, 山本昭洋, 橋口正嗣, 佐伯雄一, 明石良

  日本土壌肥料学会九州支部例会  (九州沖縄農業研究センター)  2019年11月  -  2019年11月    日本土壌肥料学会九州支部

• 塩ストレス下におけるダイズの耐塩性と感染根粒菌の群集構造

  北林颯人, 安河内孝晃, 山本昭洋, 佐伯雄一

  日本土壌肥料学会2019年度静岡大会  (静岡大学)  2019年09月  -  2019年09月    日本土壌肥料学会

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