東樹宏和 人間?環境学研究科助教を中心とする研究チームは、植物の根に共生する真菌類（きのこ?かび類）が形作る複雑な「相互作用ネットワーク」の構造を解析し、植物体内で繰り広げられる複雑な共生微生物間の関係性において、「中心核」となる種が存在することを発見しました。「中心核」となる微生物を特定するこの解析技術により、植物の生育を促す「善玉菌」の定着を促進したり、植物に寄生する「悪玉菌」を排除したりする技術の研究が加速すると期待されます。肥料や農薬の使用を抑えつつ植物の健康状態を制御する技術を発展させる上で、微生物を利用した新たな研究の方向性を示す成果と言えます。
本研究成果は、英科学誌「Journal of the Royal Society Interface」誌に掲載されました。
研究者からのコメント
东树助教
本研究は、生物学と情报科学の融合によって成り立っています。分野融合研究は、立ち上げに时间がかかる上に、成功するかどうかもわからないので、一つの分野の课题に集中する场合に比べて不利な面もあります。しかし、リスクを负った挑戦だったからこそ、基础科学としても応用科学としても、独自の视点を提示できたのではないかと思います。いっぽうで、今回の成果は今后の详细な検証のための通过点に过ぎないという面もあります。より新奇性が高く、応用科学面でも将来性のある研究につなげて行きたいと思います。
この研究成果は育児休业を挟んで発表に漕ぎ着けました。支えていただいた职场の方々に感谢するとともに、国立大学における男性の育児休业取得率が今后向上していくことを愿っています。
概要
动物や植物の健康状态は、体内に共生する细菌や真菌によって左右されています。身近な例で言えば、ヨーグルトに含まれるビフィズス菌の摂取によって、病原性大肠菌翱157の感染から身を守ることができます。植物においても、「菌根菌」という真菌类が根に感染することによって、宿主植物の生育が促され、病原性生物による悪影响も抑えられることが繰り返し报告されてきました。こうした菌根菌たちが农林业に及ぼす効果は絶大であると考えられており、これまで、どの植物种にどの菌根菌が适しているのか、膨大な研究が积み重ねられてきました。しかし、菌根菌の多くは培养するのが难しく、また、たとえ农地に撒いたとしても、植物と安定した関係を结んでくれるとは限りません。さらに、菌根菌のほかにも、数えきれない种类の「内生菌」と呼ばれる真菌たちが植物体内に共生していることが近年わかってきており、植物体内の微生物相の制御は极めて难しい课题とされてきました。
そこで、东树助教を中心とするグループは、真菌たちが構成する「相互作用のネットワーク」に着目し、DNAバーコーディングという技術で得られた膨大なデータを解析しました。その結果、一見複雑な植物体内の微生物相であっても、ごく少数の「仲良し菌グループ」に分類されることを発見しました。さらに重要なことに、この「仲良し菌グループ」のそれぞれには、「中心核」となる種が存在することがわかりました。こうした「中心核」の種をグループの「まとめ役」として利用することで、植物と菌根菌や植物と病原菌の関係を全体的に制御できる可能性があります。この「中心核」種には、菌根菌よりも培養が容易と考えられる内生菌が含まれており、これまで注目を集めてこなかった生物を効率的に利用する道が拓けると期待されます。
相互作用ネットワーク内における「仲良し菌グループ」
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
Hirokazu Toju, Satoshi Yamamoto, Akifumi S. Tanabe, Takashi Hayakawa, Hiroshi S. Ishii
"Network modules and hubs in plant-root fungal biomes"
Journal of the Royal Society Interface, Published 9 March 2016
- 京都新聞（3月26日 15面）に掲載されました。
