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農学部 応用生物科学科 生物機能科学講座 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Soybean gene expression correlated with symbiotic rhizobial nitrogen fixation activity 査読あり
Yano Shunichi, Takushima Teruya, Ezawa Tatsuhiro, Sugimura Yusaku, Yamamoto Akihiro, Saeki Yuichi
Plant Root 18 35 - 47 2024年12月
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：根研究学会
Soybean (<i>Glycine max</i> L.) can establish a symbiotic relationship with rhizobia. However, little is known about the host plant genes that correlate with the nitrogen fixation activity of symbiotic rhizobia. In this study, we investigated soybean genes that correlate with bacterial symbiotic nitrogen fixation in two experiments. In the first experiment, soybean seeds were inoculated with two strains of soybean rhizobia exhibiting different nitrogen fixation activities and were grown in the field until the R1 stage. Subsequently, the roots and nodules were subjected to RNA-seq analysis to identify the expression of soybean genes related to bacterial nitrogen fixation. In the second experiment, to confirm host gene expressions dependent on bacterial nitrogen fixation activity, nod<sup><sup>+</sup></sup>/fix<sup><sup>－</sup></sup> (Δ<i>nif</i> gene) mutants and the wild type were inoculated into soybean, and gene expressions were evaluated by qRT-PCR. <i>GmNRT2.5</i>, a high-affinity nitrate transporter gene, was correlated with nitrogen fixation activity. qPCR analysis of roots and nodules inoculated with a nod<sup><sup>+</sup></sup>/fix<sup><sup>－</sup></sup> mutant revealed that <i>GmNRT2.5</i> on chromosome 8 (Glyma.08G284000: <i>GmNRT2.5</i> Chr8) was particularly correlated with nitrogen fixation activity in the root nodule section. Based on the results, it is suggested that <i>GmNRT2.5</i> Chr8 may function as a regulatory gene bridging nitrogen fixation and nitrate absorption from the soil. Therefore, <i>GmNRT2.5</i> Chr8 might be a useful host gene for estimating symbiotic nitrogen fixation activity.
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Effect of harvest time of day on the isoflavone synthesis pathway in immature soybeans 査読あり 国際共著
Ismayawati, A.D., Yokoyama, D., Nishiguchi, Y., Saeki, Y., Sakakibara, H.
Food Research 8 ( 6 ) 411 - 417 2024年12月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Lee Y., Yamamoto A., Ragaey M., Hashiguchi M., Akashi R., Saeki Y.
Agricultural Research 2024年12月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Agricultural Research
Environmental issues, particularly drought and soil salinity, severely limit plant productivity. This study aimed to examine the general reaction of legumes, specifically Lotus japonicus, against drought stress and their recovery following rehydration. After a 5-week culturing period, drought stress was simulated by withholding irrigation for 7 days. Stress response and recovery were evaluated through bioassays, and measurements of chlorophyll, proline and polyamine (stress reactants), and hydrogen peroxide and malondialdehyde (oxidative stress indices). Drought stress inhibited overall growth and decreased relative water content, but a recovery to control levels was observed after 8 h of re-watering. Hydrogen peroxide and malondialdehyde levels increased under drought stress, but showed no significant difference from control levels upon recovery. The accumulation of proline and polyamines was also observed, suggesting that they are effective responses to drought stress in plants. Furthermore, gene expression of key enzymes involved in proline and polyamine metabolism was regulated by stress conditions. By a short 8-h recovery period, the expression levels of metabolism-related genes of proline and polyamine returned to the pre-stress level, but the accumulation of functional substances was not induced. This study provides insight into the physiological and biochemical changes that occur in plants under drought stress and highlights the importance of proline and polyamine metabolism in plant adaptation to drought stress.
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Yoshikazu Nitawaki, Takaaki Yasukochi, Shinya Naono, Akihiro Yamamoto, and Yuichi Saeki
Microbes and Environments 39 ( 4 ) 2024年12月
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
We herein investigated the effects of salt (NaCl) stress on soybean nodulation by rhizobial strains. We specifically examined: (1) the effects of NaCl on nodule maturity and positioning by inoculating three rhizobial strains (Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110T, Bradyrhizobium elkanii USDA31, and Sinorhizobium fredii USDA191) onto soybean variety CNS, (2) the effects of the NaCl treatment on isoflavones (daidzein and genistein) secretion by CNS, (3) the effects of the NaCl treatment on gene expression induced by daidzein and genistein in rhizobia, and (4) the effects of the NaCl treatment on rhizobial growth. The results obtained were as follows: (1) the NaCl treatment delayed nodule development and reduced nodulation on the primary root following the USDA110T inoculation, minimal sensitivity regarding nodule formation in the USDA 31 inoculation, and significantly increased the mature nodule number and nodules on the primary root following the USDA 191 inoculation. (2) The NaCl treatment significantly reduced the secretion of daidzein from soybean roots, but did not significantly affect that of genistein. (3) NaCl treatment induced a significant decrease in genistein-induced nodC expression in USDA110T, but not in USDA31, and also caused a significant reduction in daidzein-induced nodC expression, but not genistein-induced expression, in USDA191. (4) NaCl treatment reduced survivability under acidic conditions, but increased survivability under saline-alkaline conditions for USDA191 than bradyrhizobia. These results indicate that saline conditions give S. fredii a competitive advantage over Bradyrhizobium during soybean infection.
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Compatibility of adzuki bean (Vigna angularis) and Bradyrhizobium USDA strains, and geographical distribution and community structure on indigenous adzuki bean-nodulating bradyrhizobia in Japan 査読あり
Sokichi Shiro, Ryu Makihara, Masahiro Yamaguchi, Masayuki Kadowaki, Yuichi Saeki
Plant Protection Science 59 ( 3 ) 217 - 232 2023年9月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
DOI： 10.17221/64/2022-PPS
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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日本の土壌事典
佐伯雄一 他（ 担当： 共著 , 範囲: 転換畑と大豆生産）
朝倉書店 2023年9月
記述言語：日本語 著書種別：事典・辞書
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Soybean - Recent Advances in Research and Applications（共著）
Sokichi Shiro, Yuichi Saeki（ 担当： 共著 , 範囲: Breeding of Rj Gene-Accumulated Soybean Genotypes and Their Availability for Improving Soybean Productivity）
InTech 2022年3月
記述言語：英語 著書種別：学術書
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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 , 範囲: 10.2.3 Soybean-Rhizobium Management）
Springer 2021年2月
総ページ数：372 担当ページ：337-339 記述言語：英語 著書種別：学術書
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.
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Maria Luisa Tabing Mason, Yuichi Saeki（ 担当： 共著 , 範囲: Distribution and Characterization of the Indigenous Soybean- Nodulating Bradyrhizobia in the Philippines）
InTech 2019年4月
記述言語：英語 著書種別：学術書
10.5772/intechopen.85709
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土壌微生物学（共著）
佐伯雄一（ 担当： 共著 , 範囲: 有用微生物１ー窒素固定細菌ー）
朝倉書店 2018年8月
総ページ数：194 担当ページ：51-74 記述言語：日本語 著書種別：学術書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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シバ属の耐塩性機構の解明と塩類集積土壌への適応の評価 招待あり
山本昭洋，佐伯雄一
アグリバイオ 7 ( 1 ) 94 - 98 2023年1月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：北隆館
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根粒菌生態機能を活用した環境保全型ダイズ栽培技術の開発 招待あり
佐伯雄一
作物生産と土づくり 55 ( 572 ) 21 - 26 2023年1月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）
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環境傾度によるダイズ根粒菌の群集生態に関する研究 招待あり 査読あり
佐伯雄一
土と微生物 76 ( 2 ) 43 - 48 2022年10月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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シバ属遺伝資源を用いた耐塩性機構の解明と持続可能な地球環境への活用 招待あり
山本昭洋，佐伯雄一
アグリバイオ 6 ( 5 ) 474 - 478 2022年5月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：北隆館
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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 招待あり
佐伯雄一，山本昭洋
アグリバイオ 3 ( 12 ) 1159 - 1162 2019年11月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：北隆館
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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塩ストレス条件下におけるシバ属の有用性評価
藤 康樹・山本昭洋・橋口正嗣・佐伯雄一・明石 良
日本土壌肥料学会 2024年度九州支部例会 2024年12月12日
開催年月日： 2024年12月12日 - 2024年12月13日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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塩ストレス条件下におけるS. frediiダイズ根粒菌の根粒着生優占化機構に関する研究
仁田脇義和・安河内孝晃・直野晋也・山本昭洋・佐伯雄一
日本土壌肥料学会 2024年度九州支部例会 2024年12月13日
開催年月日： 2024年12月12日 - 2024年12月13日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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窒素と亜鉛の異なる施肥量がチャ葉の成分におよぼす影響
永野美希・河野美加・中嶋周作・児﨑章憲・山本昭洋・佐伯雄一
日本土壌肥料学会 2024年度九州支部例会 2024年12月12日
開催年月日： 2024年12月12日 - 2024年12月13日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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ダイズ根粒菌混合接種による窒素固定量のコントロール －宿主の遺伝子発現による窒素固定活性評価の試み－
矢野俊一・山本昭洋・佐伯雄一
日本土壌肥料学会 2024年度九州支部例会 2024年12月12日
開催年月日： 2024年12月12日 - 2024年12月13日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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土地利用によるダイズ感染根粒菌群集構造の比較解析 国際共著
矢野俊一・長友由希・ Lee Yong Jae・Maria Luisa T. Mason・川口文隆・山本昭洋・佐伯雄一
日本土壌肥料学会 2024年度福岡大会 2024年9月4日
開催年月日： 2024年9月3日 - 2024年9月5日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
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9月 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
佐伯雄一
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本土壌肥料学会2012年度鳥取大会 ポスター賞
2012年9月 日本土壌肥料学会
城惣吉, 松浦祥太, 山本昭洋, Gilbert C. Sigua, 佐伯雄一
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本土壌肥料学会奨励賞
2008年4月 日本土壌肥料学会
佐伯雄一
受賞区分：国内外の国際的学術賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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土壌のダイズ根粒菌群集構造と根粒占有率の優占化に関する研究
研究課題/領域番号：22K05369 2022年04月 - 2025年03月
日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
佐伯雄一
担当区分：研究代表者
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環境傾度に基づくフィリピンと日本の根粒菌ゲ ノム多様性と群集構造の比較解析 国際共著
研究課題/領域番号：21KK0103 2021年10月 - 2026年03月
日本学術振興会 科学研究費補助金 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化(B))
佐伯雄一・山本昭洋・城惣吉
担当区分：研究代表者
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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
研究課題/領域番号：20H02883 2020年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究分担者
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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
研究課題/領域番号：18K05376 2018年04月 - 2021年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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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
研究課題/領域番号：16KT0032 2016年04月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
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
2014年04月 - 2016年03月
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
資金種別：競争的資金
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
2013年05月 - 2014年04月
民間財団等 タカノ農芸化学研究助成
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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
2012年11月 - 2013年10月
その他省庁等 研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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。
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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有用ダイズ根粒菌の接種技術開発
ダイズ根粒菌のゲノム多型および環境経度による群集生態研究
宮崎県の資源を活用した代替肥料による作物栽培ホームページ： 土壌肥料学研究室
技術相談に応じられる関連分野：土壌化学性分析・施肥試験・植物微生物相互作用・群集構造解析
メッセージ：土壌の理化学性や環境因子と土壌微生物の生態に興味を持って研究しています。土壌分析や栽培試験など取り組みたい希望があれば声を掛けてください。