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助成番号 133124
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

御嶽山の植生回復にともなうフランキア群集構造の時間的変化

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Temporal changes in Frankia population during recovery of vegetation in Mt. Ontake

研究氏
代表名者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓）名）

研究期間 Ｂ

２０１３ ～ ２０１４ 年

漢字 ＣＢ

九町健一

報告年度 ＹR

２０１５ 年

Ken-ichi

研究機関名

鹿児島大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Kucho

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

鹿児島大学 大学院 理工学研究科・准教授

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
フランキアは窒素固定能を持つ土壌放線菌で、ハンノキ属などの植物の根に根粒を形成して共生し、その生育を促進する。1984 年の長野県西部地震により、御嶽山では大規模な山崩れが起こり、植生が壊滅した。その後、植生の回復が進む過程でハンノキ属樹木の生育が確認された。フランキアは窒素固定酵素遺伝子の塩基配列により、いくつかの型に分類される。本課題では、植生回復の過程で、土壌および根粒中のフランキアの型がどのように変遷するかを理解することを目的として研究を行った。
1985・1986・2012 年に採取された、土壌および根粒中のフランキアの型決めを行った。土壌については 6 地点、根粒については 3 植物個体から採取したサンプルを解析した。根粒サンプルはすべて 2012 年に採取したものだ。6 つの土壌サンプルのうち 3 つは、根粒と同所のものであり、根粒とその周辺土壌に生息するフランキアの型の関係を把握するために用いた。合計 114 クローンを解析した結果、4 つの型（A、B、C、D 型）が見つかった。土壌および根粒とも、1 つの地点（個体）に由来するクローンのほとんどは同じ型であり、特定の地点に生息するフランキアの多様性は低いと考えられた。
ミヤマハンノキとヤハズハンノキから採取した根粒を解析した結果、検出されたフランキアはすべて C 型だった。それらと同所で採取された土壌で検出されたフランキアは、C 型の場合と D 型の場合があった。すなわち、植物に共生するフランキアの型を決める要因は、土壌中での存在量である場合と、そうでない場合があった。後者の場合は、宿主特異性による制御があるのかもしれない。C 型は、1985 年および 2012 年に採取された、未撹乱区域の土壌を含む地点からも検出されている。恐らく周辺の未撹乱森林の土壌に生息していたフランキアが、風雨により撹乱区域に侵入したと考えられた。A 型は 1985 年および 1986 年の土壌から、B 型は 1985 年および 2009 年の土壌から検出された。
解析サンプルを増やすために、2014 年 8 月に御嶽山においてサンプリングを行った。植生回復の途中である高標高のプロットと、植生が回復している中標高および低標高のプロットから、根粒を 9 点、土壌を 23 点採取した。高標高は、植生回復が進んでいる場所とそうでない場所がまだらに存在し、それぞれにおいてサンプルを採取した。これらの土壌でハンノキ種樹木を栽培し、根粒を着生させた。今後、根粒からフランキアを単離培養することにより、各型の生理的な特徴を調べることが可能となる。

キーワード ＦＡ

フランキア

ハンノキ

共生（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -窒素固定

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
Frankia is the nitrogen-fixing soil actinomycete. Frankia establishes root-nodule symbiosis with Alnus spp.
plants to enhance their growth in oligotrophic lands. The West-Nagano earthquake occurred in 1984 caused
enormous land slide at Mt. Ontake and the vegetation was devastatingly disrupted. During restoration ofvegetation, Alnus spp. have found to be growing. Frankia is clustered into phylogenetically discrete types
based on nucleotide sequence of the nitrogenase reductase (nifH) gene. In the present research, weinvestigated population of Frankia in soils and nodules during revegetation at Mt. Ontake.
We analyzed type of Frankia using 6 soil samples and nodules collected from 3 plants. Soils were collected
in 1985, 1986 and 2012, and nodules were collected in 2012. Four of the soil samples were collected at thesame places with the nodules. We obtained 114 nifH sequences and they fell into 4 types (types A, B, C, andD). Single samples mostly consisted of a single type, suggesting that diversity of Frankia in a niche (soil ornodule) was low.
Type C Frankia was detected from nodules of A. hirsuta and A. maximowiczii although types C and D weredetected from soils surrounding the nodules. Therefore, population of Frankia type in soil does not always
determine Frankia type in nodule. Host specificity can affect the efficiency of symbiosis. Type C had been
detected in soils in 1985 and 2012, which contains soils from undisturbed area. Therefore, the type C originally
had resided in the undisturbed area and then invaded to the disturbed area. Type A was found in soils
collected in 1985 and 1986, and type B was found in soils collected in 1985 and 2009.
We collected additional samples (23 soils and 9 nodules) at Mt. Ontake on August 2014. The sampling points
include high-elevation plots where revegetation is in progress and middle- and low-elevation points whererevegatation was completed. Alnus plants were nodulated using the soil samples as inoculants. Frankia will be
isolated to pure culture from the nodules and used for physiological characterization.

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