世界農業遺産！傾斜地農耕システムの秘密~コエグロ利用の可能性を探る！！~
3509 内田颯

3516 木南咲来 3521 瀬野佳乃子

1.動機・背景
世界農業遺産である「にし阿波の傾斜地に持続可能な循環農業」に使用されているコエグロを研究することで、平地でもそれを応用して循環農業として活かすことを目標に、研究を始めた。

コエグロとは•••• カヤを束にし、テント型に積み上げたもの• 農地に投入されるまでカヤを腐らせないための保存方法［図１ 傾斜地のコエグロ］• コエグロは西阿波特有の農法

2.仮説
西阿波の傾斜地において持続可能な循環農業が成立しているのは、「肥料として用いるカヤをコエグロにして保存している過程で農業に有用な菌が発生しているからである」という仮説を立てた。
この研究における農業に有用とは次の3つの働きを持つことと定義する。
〈定義〉
1.菌が有機物を分解し、植物の成長に適した土壌を作る
2.菌が植物の土壌からの栄養吸収を促進する
3.菌自体が植物の成長を促進するホルモン等を分泌する

3.実験Iー1 〈菌の同定〉<目的>
傾斜地農業を行う畑の土とカヤからの菌を同定<仮説>
傾斜地農業を行う畑には、農業に有用な菌がいる3.実験Iー1 〈菌の同定〉
〈方法〉
①菌の培養
②PCR法
③電気泳動
④塩基配列解析（シークエンス解析）⑤菌の同定

3.実験Iー1 〈サンプル採取〉
・サンプル採取場所

傾斜地（家賀地区にある本校専用の実験畑）
校内に作ったコエグロ（傾斜地の土）
校内に作ったコエグロ（グラウンドの土）［図２ 傾斜地の藍畑に設置した実験畑］［図３

脇町高校で制作したコエグロ］

3.実験Iー1 〈サンプル採取〉
傾斜地［図２］

平地（脇町高校）［図３］①傾斜地農法を行う畑の土とカヤ ①‘傾斜地の土を敷いた
コエグロのカヤ②カヤが混ぜ込まれていない②‘傾斜地の土傾斜地の土③畑に投入していない③‘グラウンドの土を敷いた
コエグロのカヤコエグロのカヤ④刈り取り直後カヤ④‘グラウンドの土（真砂土）［表１採取したサンプル］

〈菌の培養〉
菌①‐１

菌①‐１

サンプル①から同定 ［図４⁻１ サンプル①から単離した３種類の菌］
菌①‐２

菌①‐３

４．実験Iー1[結果][表2 サンプル①からの3種類の菌の同定結果](光学顕微鏡：1000倍)¥殺線虫効果植物の成長促進効果

サンプル①-1⇒植物への殺菌効果を示す。
サンプル①-2,①-3⇒植物の成長促進効果を示す。

それぞれの植物への効果を植物実験によって検証する必要がある。

6.実験Ⅰー2〈コロニーの形状比較〉<目的>
実験Ⅰー1で同定した3種類の菌(図4-1)がカヤ由来か土由来かを調べる<仮説>
実験Ⅰー１で同定した菌はカヤ由来である

6.実験Ⅰー2〈コロニーの形状比較〉<方法>
1.表1のサンプル②～④とサンプル④’を培地に塗布
2.コロニーの形状比較を行う(実験Ⅰ-2-A）
3.手順１で得た菌をグラム染色し、観察する（実験Ⅰ-２-B）
試料・ポテト培地、LB培地（寒天1.5％）
・原液（蒸留水をサンプルに加え、攪拌機で混ぜたもの）（10倍希釈のものを各100㎕塗布）

10倍希釈溶液

ポテト
ポテト培地

LB培地

［図５

実験操作］

7.実験Ⅰー2ーA［結果］ ○該当コロニーあり[表3×該当コロニーなし
実験Ⅰ-2の結果の表]③畑に投入してい ④刈り取り直後
サンプル名 ②カヤが混ぜ込まれていない
ないのカヤ
傾斜地の土

コエグロのカヤ

図①‐１①‐２①‐３④‘グラウンドの土〇コロニーあり×コロニーなし
×
○
○
傾斜地

××
○

××
○

平地×
○
○
（コエグロ+グラウンドの土）8.実験Ⅰー2ーA［考察］〇コロニーあり
菌①-2
傾斜地の土とグラウンドの土の培地で発生
×コロニーなし
した菌なので土由来の可能性が高い

8.実験Ⅰー2ーA［考察］サンプル①-1と①-3はこの実験では断定できないサンプル①-1
傾斜地の土とカヤが合わさることで生まれている可能性がある。→土とカヤどちらからも確認できないため。

7.実験Ⅰー2ーB［結果］
サンプル②

サンプル③

＜グラム染色の結果＞
光学顕微鏡 倍率：1000倍

サンプル④サンプル④‘

図7-

［図7-１

サンプル②LB培地］ ［図7-２

サンプル③LB培地］［図7-３

サンプル④LB培地］［図7-４

サンプル④LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］＜グラム染色＞<光学顕微鏡＜同定した菌との比較＞

倍率：1000倍>

図7-

［図7-１

サンプル②LB培地］［図7-２

サンプル③LB培地］［図7-３

同定した菌

陽性

陰性

サンプル④LB培地］ ［図7-４

サンプル④LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］＜同定した菌との比較＞

同定した菌

陽性
菌①‐２

図7-陰性

［図7-１

サンプル②LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］＜同定した菌との比較＞

同定した菌菌①‐１陽性
図7-

陰性菌①‐２［図7-１

サンプル③LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］＜同定した菌との比較＞

同定した菌
菌①‐１

陽性
図7-

陰性菌①‐３［図7-１

サンプル③LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］＜同定した菌との比較＞

同定した菌

陽性菌①‐１
図7-

陰性

［図7-１

サンプル②LB培地］

7.実験Ⅰー2ーB［結果］○該当菌あり ×該当菌なし △判断中
[表3 実験Ⅰ-2の結果の表]③畑に投入してい ④刈り取り直後
サンプル名 ②カヤが混ぜ込まれていない
ないのカヤ
傾斜地の土

コエグロのカヤ

図

①‐１
①‐２
①‐３

④‘グラウンドの土〇コロニーあり×コロニーなし
×○
×
傾斜地

○○×

○
△
○

平地

○××
（コエグロ+グラウンドの土）7.実験Ⅰー2ーB［結果］○該当菌あり ×該当菌なし △判断中
[表3 実験Ⅰ-2の結果の表]③畑に投入してい ④刈り取り直後
サンプル名 ②カヤが混ぜ込まれていない
ないのカヤ
傾斜地の土図

①‐１
①‐２
①‐３

④‘グラウンドの土

コエグロのカヤ菌①‐２は傾斜地由来のサンプル〇コロニーありからのみ確認×コロニーなし→傾斜地特有の菌である可能性が高い
×
○××
○×

○
△
○

○×
×

7.実験Ⅰー2ーB［結果］○該当菌あり ×該当菌なし △判断中
[表3 実験Ⅰ-2の結果の表]③畑に投入してい ④刈り取り直後
サンプル名 ②カヤが混ぜ込まれていないないのカヤ
菌①‐１ 菌①‐３：断定できない④‘グラウンドの土

傾斜地の土図

①‐１
①‐２
①‐３

コエグロのカヤ菌①‐１：明確な相関性が見られない菌①‐３：刈り取り直後のカヤのみで確認〇コロニーあり→カヤが乾燥していくにつれて減少している可能性→カヤ由来の可能性 ×コロニーなし

×○×

○
○×

○
△
○

○
××

7.実験Ⅰー2［考察］実験Ⅰ-2-Aと実験Ⅰ-2-Bで全く違う結果に・LB培地とポテト培地が混合しているため、培地の種類によって結果が変わった・サンプル内の同定した菌とは別の菌が同定した菌と酷似していて、同じように見えた9.実験Ⅱー1 〈コンゴーレッドの実験〉<目的>カヤの細胞壁を分解する菌がいるか確認する<仮説>実験Ⅰ-1で同定した3種類の菌の中にセルロースを分解する菌がいる9.実験Ⅱー1 〈コンゴーレッドの実験〉<方法>①セルロース培地作成（硝酸ナトリウム0.3％ 塩化カリウム0.2％
硫酸鉄七水和物0.002％ セルロース1％

リン酸二水素カリウム0.1％②分注（寒天1%、0.9% ）③同定した3種類の菌を液体培地で１週間培養④作成した培地に菌の培養液を滴下⑤数時間おきコンゴーレッドで染色（A,B,Cにそれぞれ100mlずつ液体培地滴下））

硫酸マグネシウム七水和物0.05％

ACB

9.実験Ⅱー1 〈コンゴーレッドの実験〉
100㎕ずつ滴下

セルロースの分解が行われた所のみ染まらない10.実験Ⅱー1［結果］同定した菌

校内コエグロA（菌①‐１） B（菌①‐２）C（菌①‐３）C‘（グラウンド D‘（傾斜地の土）の土）

あり

ありなし

図

セルロースの分解活性の有無

あり
（弱）あり

1１.実験Ⅱー1［考察］

傾斜地の土から同定された菌→セルロースの分解活性がみられる→カヤを分解する機能がある

1１.実験Ⅱー1［考察］D’の結果より→傾斜地の土にはセルロースの分解活性が見られる。

1１.実験Ⅱー1［考察］C’の結果より→グラウンドの土の上でコエグロを制作しても、農業に有用な菌が発生するとは言えない。

1２.進行中の実験〈カヤの細胞壁分解の確認〉〈目的〉
土壌中の菌がカヤの細胞壁を分解する能力を持つかを調べる〈仮説〉傾斜地農法を行う畑の土にはカヤの細胞壁を分解する能力を持つ菌がいる→カヤが分解され、カヤの土と面している部分が腐敗する［図実験Ⅱ⁻１の実験操作］

13.展望・実験Ⅰ-2を再度行い、結果を確認する
・土壌中の菌の働きを特定するために、次の２つの仮説を検証する

1.菌が土壌からの栄養吸収を促進するのではないか
2.菌自体が植物の成長を促進するホルモン等を分泌するのではないか14.謝辞・参考文献<謝辞>

本研究にご協力してくださった方々に班員一同深く感謝申し上げます。

徳島大学

徳島大学教養教育院 教授 渡辺稔先生
大学院社会産業理工学研究部 准教授 平田章先生
家賀ガイド 石田修様

<参考文献>
・Mining Biosynthetic Gene Clusters of Pseudomonas vancouverensis Utilizing Whole Genome Sequencing
https://www.mdpi.com/2076-2607/12/3/548
・Characterisation of a psychrotolerant plant growth promoting Pseudomonas sp. strain PGERs17 (MTCC9000) isolated from North Western Indian Himalayas
https://link.springer.com/article/10.1007/BF03175558
・生物科学班勉強会結果報告～セルラーゼ生産糸状菌の分離～
https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/84953/report2016_1-5.pdf