研究テーマ３：水田土壌の窒素供給力を支える鉄還元菌窒素固定の学術的基盤解明と低窒素農業への応用
soil-utokyoResearch Topic 3: Iron-Reducing Diazotrophs Underpinning Nitrogen Supply in Paddy Soils and Their Application to Low-Nitrogen Agriculture
Questions: 私たちは鉄還元菌が土壌圏における窒素固定（大気中の窒素をアンモニアに変換する反応）に大きく寄与していることを見出してきました。現在は、低窒素施肥型の水稲栽培技術の開発につながる基礎的知見を得ることを目指し、以下の研究課題に取り組んでいます。
Q1. 鉄還元菌は、土壌圏においてどの程度窒素固定に寄与しているのか？
Q2. どのような環境条件（土壌理化学性etc.）で、鉄還元窒素固定菌は活性化するのか？
Q3. 鉄還元窒素固定菌は、どのような生態的・代謝的メカニズムによって活性化しているのか？
Approaches: Q1では、メタゲノムおよびメタトランスクリプトーム解析により、土壌圏における鉄還元菌由来の窒素固定遺伝子の存在量および発現量を評価しています。さらに、15N₂ を用いた Stable Isotope Probing（SIP）解析を行い、実際に大気中窒素を取り込んでいる細菌群の系統学的構成を詳細に明らかします。Q2では、実圃場および室内系のメソコズム・ミクロコズム試験系を構築し、様々な環境要因を操作することで、鉄還元窒素固定菌が活性化する条件を体系的に検討します。Q3では、土壌中の鉄還元菌を対象としたメタトランスクリプトーム解析に加え、単離した菌株を用いた RNA-Seq 解析を行い、特定の条件下で活性化される代謝経路や調節機構を明らかにします。
本課題は、土壌微生物機能制御・利用学社会連携研究部門 と共同で行っています。
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